ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Бальзамин из "Напряжения и деформации в деталях оптических приборов " Оптические детали, склеенные из стекол одной марки, встречаются редко, но только на них можно выяснять влияние склеивающего материала. Практически же склеенные детали имеют различные механические свойства, и напряжения в них при изменении температуры будут, конечно, иметь больщую величину. [c.61] Режим склеивания бальзамином обусловливает напряжения определенной величины, существующие при комнатной температуре, так как склейка производится при 60° С и затем склеенные детали дополнительно прогреваются до отвердения клея. При остывании из-за разных механических характеристик склеиваемых деталей и клея возникает напряженное состояние, которое не снимается даже добавочными прогревами в течение самых различных промежутков времени. [c.61] При достижении определенной величины, рост их замедляется и напряжения уменьшаются из-за размягчения бальзамина. Чем ближе точка наблюдения к середине образца, тем в зону более высоких температур смещается точка начала размягчения бальзамина и при тем больших напряжениях это происходит. Необходимо подчеркнуть, что вдоль всей склейки, за исключением небольшого участка около боковых контуров (в районе точки А), одно из главных напряжений очень мало, поэтому можно считать напряжение равным 0,5о1 или 0,5а тоже мало по сравнению с о . В середине образца, где х у = О, это условие выполняется точно. [c.63] ТОНКОГО стеклянного диска, приклеенного к массивной стеклянной плите, в процессе формирования пленки (рис. 33). [c.64] Данные экспериментов свидетельствуют о том, что первоначально слои склеиваемой поверхности находятся в сжатом состоянии, а затем напряжения меняют знак, причем положительные напряжения достигают значительной величины (это характеризуется кривой 6 на рис. 33). Дальнейшие экспериментальные исследования подтвердили этот вывод и несколько расширили его. Жесткая пленка образуется в области фаски, и, следовательно, внутри клей находится в растянутом состоянии. Отсюда вытекает, что между наружным слоем и внутренней зоной должен быть переходный участок, где напряжения переходят через нуль. Это подтверждают кривые / и 2 на рис. 31. Напряжения на контуре, как всегда, равны нулю, затем медленно возрастают, достигают определенного значения и в дальнейшем почти не изменяются, сохраняя знак. [c.65] Напряжения а у вызываются тем, что высыхающий или полимеризующийся клей стремится сблизить склеиваемые детали, чему препятствует образовавшаяся по контуру жесткая пленка. Поэтому вблизи контура напряжения Оу отрицательны и довольно велики, но затем они быстро уменьшаются и меняют знак. Усилия, приводящие к сжатию, действуют только по контуру, а растягивающие — почти на всю поверхность склеивания (за исключением краевой зоны). Положительные Оу незначительны, так как действуют по гораздо большей площади, чем отрицательные, что и подтверждается экспериментом (кривая 2 на рис. 31). [c.65] Для выяснения характера распределения напряжений, передающихся от склейки, по высоте склеенных пластинок нужно исследовать напряженное состояние по вертикальным сечениям образца. Результаты таких исследований для образцов из одинаковых стекол приведены на рис. 34. [c.65] Напряжения рассматриваются по сечениям 1—1 (а , и Оу в середине образца, 2—2 Ох и Оу , расположенному в четверти длины образца от края, и 3—3 (Оу,) — непосредственно вблизи боковой грани. По сечению 3—3 напряжение = 0. Все напряжения, за исключением а у на контуре, малы, но тем не менее влияние их заметно по всей высоте пластинки. [c.65] Исследование напряжений в пластинках, склеенные грани которых вырезаны по цилиндрическим поверхностям, показало, что напряжения в них распределяются совершенно идентично напряжениям в прямоугольных пластинках, но по величине немного превышают их (на 5—7%). Условия эксперимента при этом строго одинаковы. [c.67] Бальзамин — вещество оптически неоднородное кроме того, при длительном нагревании при температурах выше 50° С он несколько темнеет и его применение практически возможно лишь потому, что из него относительно легко получить очень тонкие слои (10 мкм и менее). Но полностью устранить оптическую неоднородность все же нельзя. Исследование напряжений вдоль склейки показало, что бальзамин обладает также и механической неоднородностью (рис. 37, а). При многократном изучении напряжений и т у в пластинах из стекол одинаковой марки оказалось, что эти напряжения постоянно изменяются по длине склейки, причем без всякой закономерности. Такое распределение напряжений свидетельствует о существенной механической неоднородности слоя бальзамина. Поэтому для него нужно рассматривать напряжения в определенных точках, как это было сделано при исследовании напряжений в зависимости от изменения температуры. [c.68] Бальзамин обладает значительно большей, чем бальзам, механической прочностью, поэтому изменение температуры вызывает в деталях, склеенных бальзамином, значительно большие напряжения, чем в случае склейки бальзамом. Так, в склеенных бальзамином пластинках с Аа = 64 10 М/грай при А = 38° (склеивание при 60° С, наблюдение при 22° С) возникают напряжения более 60 кПсм . По-видимому, поэтому и нецелесообразно склеивать бальзамином крупногабаритные оптические детали. Зато бальзамин очень прочно фиксирует склеиваемые детали в заданном положении, и слой его при креплении деталей в оправе если и деформируется, то незначительно. Это имеет большое значение для склеенных линз объективов и оборачивающих систем. Положительные результаты дает склейка бальзамином многокомпонентных призм [24 ]. Бальзамин хорошо склеивает не только стекло, но и все твердые материалы металл, дерево, мрамор, фарфор, большинство пластмасс — и поэтому годен для склеивания большого числа различных деталей. [c.70] Если бальзамин полностью полимеризован, то некоторую часть напряжений в склеенных им деталях можно снять только при очень медленном высокотемпературном отжиге (при 130—150° С). Но при этом слой клея настолько темнеет, что практического значения такой отжиг иметь не может. Тем не менее практика показывает, что отжиг деталей, склеенных бальзамином, в момент, когда полимеризация клея еще не закончена, дает положительные результаты, если нагрев не превосходит 60° С. [c.70] Для бальзамина М1 характерна механическая однородность, что показано на рис. 39. Были исследованы два одинаковых образца, склеенных из стекла одной марки обычным бальзамином и бальзамином М1. Оба образца были прогреты при высокой температуре (около 130° С) в течение нескольких часов до полной полимеризации, после чего и исследовалось их напряженное состояние. Бальзамин М1 не только не вызывает механической неоднородности, но и напряжения, вызванные им, значительно меньше напряжений, возникающих при склейке обычным бальзамином (кривая 2 на рис. 39). [c.71] Вернуться к основной статье