Розподіл напружень у клейовому шарі залежно від форми краю з'єднання

Abstract

У запропонованій роботі проведено дослідження напружень в околі області склеювання і показано вплив на напруження в клейовому шарі таких конструктивно-технологічних рішень як фаски на краях несних шарів та напливу клею. Проведено порівняння результатів аналітичних розрахунків, виконаних за допомогою вдосконаленої аналітичної моделі, що розроблено одним із авторів, із результатами скінченно-елементного моделювання. Показано, що запропонована аналітична модель має високу точність. Також показано, що конструктивні рішення, такі як створення фаски на краю несного шару і напливу надлишків клею, дозволяють знизити напруження на краю з'єднання. Фаска, виконана в несному шарі з боку, що звернений до клейового шару дозволяє, як знизити жорсткість несного шару, так і підвищити податливість клейового шару. Однак при цьому весь простір між зовнішніми шарами має бути заповнено клеєм. Таким чином наявність фаски та напливу клею у значному ступені знижує максимальні напруження у клейовому шарі, і тим самим підвищує міцність конструкції.

В предложенной работе проведено исследование напряжений в окрестности области склеивания и показано влияние на напряжение в клеевом слое таких конструктивно-технологических решений как фаски на краях несущих слоев и наплыва клея. Проведено сравнение результатов аналитических расчетов, выполненных с помощью усовершенствованной аналитической модели, разработанной одним из авторов, с результатами конечно-элементного моделирования. Показано, что предложенная аналитическая модель обладает высокой точностью. Также показано, что конструктивные решения, такие как создание фаски на краю несущего слоя и наплыв излишков клея, позволяют снизить напряжение на краю соединения. Фаска, выполненная в несущем слое со стороны, обращенной к клеевому слою позволяет, как снизить жесткость несущего слоя, так и повысить податливость клеевого слоя. Однако при этом все пространство между внешними слоями должно быть заполнено клеем. Таким образом, наличие фаски и наплыва клея в значительной степени снижает максимальные напряжения в клеевом слое, и тем самым повышает прочность конструкции.