ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Крупногабаритные объемные модели из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " Модели, полностью возпроизводящие сложную пространственную форму деталей и узлов машин, должны быть достаточно больших размеров, чтобы воспроизводить отдельные зоны сложной формы с полным соблюдением геометрического подобия с натурой. В объемных массивных деталях не представляется возможным или оказывается сложным для эксперимента раздельное воспроизведение общего напряженного состояния и местных напряжений. Например, при исследовании напряжений в толстостенных сосудах сложной конструкции должна воспроизводиться сборная модель, все части которой имеют близко расположенные жестко подсоединенные детали, псдкрепленные отверстия, переходные галтели и пр., при которых зоны местных напряжений взаимно накладываются. В этих случаях, когда нельзя уверенно выделить и воспроизвести отдельно зоны местных напряжений, необходимо исследовать напряжения на полной модели, воспроизводящей форму во всех рассматриваемых подробностях, влияющих на напряжения. Необходимые габаритные размеры таких моделей равны минимальному размеру на модели (радиус закругления, радиус отверстия, толщина тонкой стенки и т. п.), при котором могут проводиться измерения (1,5—2 мм), умноженному на отношение соответствующего габаритного размера натуры к этому минимальному размеру в натуре. [c.198] С применением нового материала ЭД6-М [33] отпали основные трудности, связанные со сложностью изготовления оптически чувствительного материала необходимого качества для упругих моделей. Однако для изготовления блоков больших размеров из материала ЭД6-М для крупногабаритных моделей потребовалась разработка специальных приемов технологии. Применение склейки для изготовления крупных моделей из более мелких частей не всегда бывает приемлемо. Основной областью применения склейки следует считать приклейку различных фасонных или мелких частей модели, что значительно упрощает механическую обработку, а иногда является единственно возможным вариантом изготовления сложной модели. [c.199] В настоящее время основными материалами, которые применяют при исследовании объемных моделей методом замораживания , являются ЭД6-М и МИХМ-ИМАШ . Материал МИХМ-ИМАШ имеет сравнительно значительную усадку при полимеризации и дает трещины при отливке крупных блоков (см. раздел 14). Материал ЭД6-М имеет высокий показатель качества, малый краевой эффект времени , малую усадку при полимеризации и дает возможность получать высококачественные отливки крупных блоков. Разработанная в Институте машиноведения АН СССР технология позволяет получать из материала ЭД6-М высококачественные блоки высотой до 700 мм и диаметром до 500 мм (и более), а также необходимых размеров плитки толщиной 4 и 7 мм с прозрачными боковыми гранями, не требующими полировки. [c.199] При определении величины припусков в изготовляемых блоках по отношению к окончательной форме и размерам модели необходимо иметь в виду, что крупные блоки могут получить некоторое искажение из-за недостаточной жесткости формы, в которую заливается смола. Если форма для заливки имеет стенки, препятствующие выходу пузырьков газа из смолы (например, наклонные стенки в формах на фиг. 111. 16), то после полимеризации на соответствующих поверхностях блока возможно появление раковин глубиной до 5 мм. При назначении размеров формы по длине следует учитывать припуск порядка 3% на усадку при полимеризации. [c.200] В связи с прочным сцеплением эпоксидной смолы со многими материалами внутренние поверхности стенок формы перед заливкой должны быть покрыты слоем, предотвра-щаюш,им прилипание смолы к стенкам. Для этого форма после очистки и обезжиривания прогревается в термостате при 60— 70° С и затем ополаскивается 10%-ным раствором кремнеорганического каучука марки СКТ в толуоле. После этого форма 1 —2 часа просушивается в термостате при температуре 70—80° С. Такое нанесение пленки производится дважды. [c.201] Толстые плиты отливаются в формы, изготовленные из белой жести. Изготовление этих форм и их обработка перед заливкой аналогичны описанным выше. Тонкие плиты толщиной 4—10 мм, толщина которых должна быть строго постоянной, могут быть получены отливкой в жесткие стеклянные или металлические формы. Для получения оптически гладких боковых поверхностей в изготовленных плитках стенки формы должны быть отполированы. Стеклянные форумы (фиг. III. 18, а) служат для однократного использования и являются неразборными. Предварительно хорошо вымытые и обезжиренные ацетоном стекла дважды погружаются в 0,5%-ный раствор триацетата целлулозы в хлористом метилене (марки чистый ) и высушиваются на воздухе при комнатной температуре. После просушивания стекла с деревянными или металлическими прокладками, обернутыми фольгой или триацетатной пленкой, собираются в формы. Все четыре стороны оклеиваются в несколько слоев бумагой, и только сверху оставляется небольшое отверстие для заливки смолы. Этим достигается необходимая прочность и плотность формы. После заливки в форму композиции заливное отверстие также заклеивается бумагой во избежание улетучивания малеинового ангидрида в процессе полимеризации. [c.201] Плитки полимеризуются в термостате в вертикальном положении. Они имеют размеры до 500 X 300 мм и толщину до 20 мм. [c.202] Для составления композиции эпоксидная смола разогревается в термостате при температуре 80° С. Малеиновый ангидрид расплавляется на электроплитке. Смешение смолы с отвердителем производится при температуре 55—60° С с тщательным перемешиванием в течение 15—20 мин. Заливка композиции в формы при изготовлении крупных блоков производится в термостате. [c.202] Блок после полимеризации должен быть достаточно прозрачным, однородным, не иметь включений и остаточных напряжений. Если исследование модели производится по методу замораживания , когда просвечиваются сравнительно тонкие вырезанные из модели пластинки — срезы толщиной 2—5 мм, то особенно большие требования к прозрачности блока практически могут не предъявляться. Если же блок предназначается для моделей исследуе.мых в рассеянном свете, то требование к прозрачности должно быть высоким. Контроль изготовленного блока производится просвечиванием его поляризованным светом в различных направлениях. Если при нажатии на блок наблюдается образование полос интерференции, то это указывает на отсутствие существенных начальных напряжений (при порядке начальных полос 3—5 на 1 см толщины просвечивания остаточные напряжения легко отжигаются). [c.208] В результате полимеризации на поверхности блока материала ЭДб-М образуется слой толщиной 1—3 мм, отличающийся по свойствам от основной массы блока. Перед отжигом блока этот слой следует срезать. Отжиг (проведенный один или несколько раз) снимает остаточные напряжения и стабилизирует свойства материала. При отжиге блоков диаметром 50—150 мм или с толщиной стенки 40—100 мм (фиг. III, 23, б) подъем температуры в термостате производится по 5—10° в час с периодической выдержкой для выравнивания температуры в различных точках блока. При 125—130° С дается выдержка 5—10 час. для равномерного прогрева всей массы материала, после чего следует постепенное снижение температуры. Снижение температуры ведется приблизительно в 2 раза медленнее ее подъема. После отжига блок поступает на хранение для стабилизации свойств (не менее одного месяца). [c.208] Изготовление крупногабаритных моделей из материала ЭДб-М производится механической обработкой заготовок в виде блоков простой или фасонной формы, плиток, стержней, трубок, а также с применением склейки. Отливка заготовок, полностью воспроизводящих заданную форму модели или ее части и не требующих снятия слоя с поверхности, связана с точным изготовлением сложной формы, повторяющей внешнюю форму модели. Изготовление такой формы для отливки может быть сложнее, чем самой модели, так как модель обычно требуется в одном-двух экземплярах. Способ точной отливки модели рассмотрен в работе [22]. [c.208] Фрезерование дисковой фрезой Фрезерование цилиндрической фрезой. . ., . . [c.210] Сверление отверстий диаметром менее 20 мм производится на сверлильном станке, а больших — с помощью фрезерного станка. При сверлении отверстий трудно избежать прижога из-за отсутствия выхода стружки. Поэтому работа на сверлильном станке выполняется с помещением модели в воду. Отверстия следует делать в несколько переходов с увеличением диаметра сверла на 3—5 мм. Во избежание выколов кромок при выходе сверла применяют подкладки. [c.210] Фрезерование применяется при изготовлении объемных моделей для выполнения поверхности сложной формы. При отрезке используются дисковые фрезы, при вырезке тонких пластинок-срезов можно пользоваться сдвоенными фрезами на одной оправке. При обработке плоскостей удобно применять резец, вставленный в оправку ( бегунок ). [c.210] Токарная обработка ведется с помощью резцов из быстрорежущей стали. Подбор режимов резания может быть сделан на заготовке со вставной пластинкой толщиной 3—10 мм, которая после пробной обточки вынимается для контроля и просвечивается в полярископе. [c.210] Склеивание частей модели из материала ЭДб-М производится клеем холодного отверждения из эпоксидной смолы с отвердителем — полиэтиленполиамином в количестве 6,5% от веса смолы. Для получения более жидкой консистенции в смолу добавляется 10% ацетона. Перед склеиванием поверхности тщательно подгоняются и обезжириваются ацетоном или спиртом. После этого на поверхности 210. [c.210] Варианты вклейки в цилиндры. [c.211] На фиг. III. 26, а приведена схема оборудования для замораживания толстой сжатой плиты в воздушной среде. Эксцентрицитет сжимающей силы регулируется. Устойчивость обеспечивается регулируемыми направляющими со свободно скользящими шариками. Нагрузочное приспособление располагается вне термостата, а нагрузка на плиту передается при помощи стержней, проходящих через отверстия в термостате. Крышка со стеклянными окнами позволяет следить за моделью при ее нагружении. [c.211] Крупные модели из материала ЭДб-М, как показывают проведенные исследования, до замораживания могут быть предварительно использованы для измерений с помощью тензодатчиков. Это позволяет обойтись без второго комплекта моделей из органического стекла или неолейкорита, изготовляемого для тензометрии. Проволочные тензодатчики наклеиваются клеем холодного отверждения. Места наклейки обезжириваются спиртом. Результаты тарировки на образцах из материала ЭДб-М показывают, что отсчеты по тензодатчикам через 10 мин. после нагружения при напряжениях в модели до 150 кг см обеспечивают стабильность показаний и линейную характеристику тензодатчиков. Для уменьшения краевого эффекта времени модель с наклеенными тензодатчиками хранится в чистом глицерине. Возможность использования крупногабаритных объемных моделей из материала ЭДб-М для тензометрии и последующего замораживания позволяет на одних и тех же моделях, обеспечивая воспроизведение натурных условий сопряжения составных узлов, исследовать жесткость и общее напряженное состояние с помощью тензометров, а также концентрацию напряжений поляризационно-оптическим методом. [c.213] Вернуться к основной статье