Введение к работе
і.
1.1. Актуальность темы
Склеивание в качестве метода соединения деталей используют в приборостроении в течение нескольких десятилетий. Широкое распространение клеевых соединений обусловлено рядом важных преимуществ их по сравнению с обычными механическими соединениями, среди которых: снижение затрат на изготовление, снижение веса конструкции, уменьшение искажений в стыках из-за отсутствия необходимости далать отверстия под крепеж, возможность образовать монолит из разнородных материалов, создать герметичные соединения. Поэтому применение клеев как средства крепления деталей позволяет решать задачу создания высокоточных приборов в малых габаритах.
Опыт использования клеевых соединений в приборостроении выделяет
среди различных их типов два основных: цилиндрический и торцевой. В
них клеевой слой заключен между двумя осесимметричными деталями в пер
вом случае - между цилиндрами, во втором - между двумя круглыми плас
тинками. Такая форма склеиваемых,деталей наиболее просто реализуется
технологически. „,'!!„-'-
По мере отработки в производственных "условиях технологии создания
клееной конструкции, благодаря чємУ_ в "последнее время появились су
щественно новые типы клеев и методы подготовки поверхностей, которые
позволили увеличить прочность и долговечность клеевых соединений, уве
ренно встала потребность в анализе ее напряженно-деформированного сос
тояния. " _ ** ^
Чтобы эффективно применять клеевые соединения ^необходимо иметь средства для анализа их поведения еще на стадии проектирования прецизионных приборов. Поэтому исследование напряженно-деформированного состояния клеевых соединений является актуальнойГзадачей в проблеме создания перспективной технологии клеевых соединений приборных конструкций.
1.2. Цель работы. "";*~1^ог...
Получение количественных оценок напряженно-деформировано^';, сос
тояния в осесшшетричных клеевых соединениях приборных конструкции.
1.3. Научная новизна.
Научная новизна результатов состоит в следующем:
-і .0 Дана математическая постановка задач для осесимметричных клеевых соединений приборных конструкций, клеевой слой рассматривается как упруговязкая среда, заключенная между упругими деталями.
Разработан алгоритм решения таких задач на ЭВМ.
-
Представлена методика экспериментального исследования свойств клеев на цилиндрическом образце новой конструкции с профилированными поверхностями колец для получения исходных данных, необходимых для расчета.
-
Полученное решение частной задачи торцевого клеевого стыка -задачи о растяжении клея, заключенного кежду абсолютно жесткими пластинами позволило:
-установить тот факт, что напряженное состояние в клеевом слое находится в состоянии близком (в зависимости от близости коэффициента Пуассона к значению 0.5) к чистому всестороннему растяжению за исключением зон распространения краевого эффекта, которая составляет не более 10 толщин клеевого зазора;*- >:-'
-объяснить расхождение при определении модуля упругости первого рода клея по ОСТ 90245-76. где-в действительности определяется значение объемного модуля, которое может отличаться от истинного в десятки раз. что было обнаружено при "экспериментальных исследованиях.
-
Решение задачи для цилШдрического клеевого соединения выявило характер взаимодействия склеиваемых элементов, в данном случае зона действия краевых эффектов определяется контактирующими через клеевой слой цилиндрами, а глубина краевого эффекта, связанная с клеевым слоем, не превышает 10 толщин клеевого зазора.
-
Получено аналитическое решение для контактного давления, обобщающее известное^ реіение Гадолина для составных труб на случай, когда на торцах сопрягаемых деталей имеются внешние воздействия.
. '.isr-ih!';
1.4. Достоверность результатов.
Достоверность основных научных положений и выводов обосновывается сопоставлением полученных теоретических и экспериментальных результатов, алггдае с результатами других авторов.
1.5. Практическая ценность.
Разработана методика и алгоритмы по исследованию напряженно-деформированного состояния двух основных типов клеевых соединений: цилиндрического и торцевого, применяемых в приборостроении.
Полученные в работе решения для осесиыметричных клеевых соединений использованы в процессе разработки прецизионных приборові4' Расчетные результаты подтверждены в эксперииентах на опытных образцах приборов, применены в производстве.
Наиболее эффективные из технических решений проили Государственную патентную экспертизу на оригинальность и защищены авторскими свидетельствами.
А. с. 859881 выявило условия для уменьшения концентрации напряжений в клеевом слое, что позволило создать однородное напряженное состояние в образце и определить исходные, характеристики клея, используемые при создании расчетных схем. Акт использования изобретения прилагается к диссертации.
А. с. 1436200 определило параметры низкотемпературного отжига па
кетов магнитопроводов из пластин магнитомягких материалов с клеевой
изоляцией, проводимого для повышения магнитных характеристик магнитоп
роводов. Технико-экономическое обоснование по авторскому свидетельству
прилагается к диссертации. - к
Заявка 5034841/07 от 24.01.92. на-которую получено положительное решение о выдаче патента от 28.03.93^ формулирует конструктивное решение для создания биметаллического привода, в котором с помощью склеивания образованы биметаллические пластины из разнородных материалов с различными коэффициентами линейного расширения.
1.6. Апробация работы. ..h"5v:
Основные результаты работы были доложены на-:- ;,
Отраслевых конференциях Министерства общего машиностроения в Научно-исследовательском институте Прикладной .-Механики. Москва. 1982,1984 ГГ. ^s;
семинаре кафедры "Специальные приборы" НИИ Прикладной Механики. Москва, 1986г. ;.^,гслг
-семинаре кафедры "Прикладная механика" Московскегоз института
приборостроения. 1994г. -.--. >'
-семинаре кафедры "Сопротивление материалов, теория уиругости и пластичности" Тверского политехнического института. 1994г.
1.7. Публикации. .-../'
По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 авторских свидетельства, заявка на изобретение с положительным решением о выдаче.
- б -
патента, выпущено 14 научно-технических отчетов.
1.8. Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержащего 66. наименований и приложения. Общий объем работы составляет 211 страниц основного текста, содержащего 60 рисунков и 17 страниц приложения.