ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термическое сопротивление клеевых соединений из "Теплообмен через соединения на клеях " известно [Л. 96], что толщина клеевой прослойки, рельеф поверхности субстрата и реологические свойства адгезива оказывают взаимосвязанное влияние на прочность соединений кон-ст]рукционных материалов. Рассмотрим влияние указанных факторов на термическое сопротивление клеевой прослойки. Однако вначале остановимся на 00нав ных фи-зико-механических и геометрических особенностях поверхностного слоя металлов. [c.112] Реальные металлические поверхности, полученные любым из известных способов обработки, не бывают абсолютно гладкими. Так, даже после доводочных операций металлические поверхности имеют неровности от 0,01 до 0,1 мкм. Отклонения поверхности от идеально плоской принято подразделять на следующие три вида отклонения от правильной геометрической формы (макронеровности), волнистость и шероховатость (микро-неровности) (рис. 4-9). [c.113] Отклонения поверхности от идеально плоской принято подразделять на следующие три вида отклонения от правильной геометрической формы (макронеровности), волнистость и шероховатость (микронеровности) (рис. 4-9). [c.113] Отклонения типа макронеровностей (рис. 4-9,а) представляют собой отклонения формы детали и ее размеров. Проектом стандарта отклонения формы цилиндрических поверхностей классифицированы в поперечном сечении на овальность и огранку и в продольном на конусность, корсетность, бочкообразность, изогнутость (см. приложение П1, табл. III-3). [c.113] Под волнистостью (рис. 4-9,6) понимается сойокуО-ность многочисленных периодически повторяющихся выступов и впадин с шагом, значительно превышающим шаг микронеровностей. Волнистость обычно имеет синусоидальный характер с более или менее постоянными амплитудой и периодом, причем волны бывают цилиндрической, эллиптической или сферической формы. Волнистость может быть продольной и поперечной. При строгой периодичности повторения шага и высоты волн волнистость считается регулярной и в случае нарушения такой периодичности — нерегулярной. Основными параметрами волнистости являются высота Яв и шаг волны Lb. Высота волны лежит в диапазоне от 0,5 до 500 мкм, а шаг —от I до 15мкм. Проектом ГОСТ 2789-59 предусмотрено 9 классов волнистости в зависимости от Нд при Lb 10 мм (табл. III-2). [c.114] Для определения объема Ум представим шероховатую поверхность в виде набора сфер приведенного радиуса г с высотой микровыступов 0 h h макс Т. е. [c.115] При этом значения постоянных коэффициентов k н т, входящих в (4-15), приведены в табл. 4-3. [c.119] Специально проведенные расчеты значений эквива лентной толщины среды бв по кривым опорных поверх--ностей (рис. 4-12) и формулам (4-13), (4-14) для метал-. лических поверхностей с различным микрорельефом показали удовлетворительную сходимость результатов, начиная с 6-го и выше классов чистоты (рис. 4-13). Стандартное среднее квадратическое отклонение от усредняющей крияой для указанных классов чистоты не превышает 12%. [c.121] Таким образом, в практике инженерных расчетов для клеевых соединений с поверхностями, обработанными выше 6-го класса, вполне допустимо оценку эквивалентной толщины среды межвыступного пространства производить по упрощенной формуле (4-17). [c.121] ВОЛН X показывает, что площадь, занимаемая межвы-ступным объемом для волн с большей высотой, превышает аналогичную характеристику для волн с меньшей высотой, В то же время при различии в размерах шага волны форма кривой опорной поверхности почти не изменяется. [c.124] Результаты анализа волнограмм поверхностей различной чистоты обработки свидетельствуют о том, что отклонения в высоте волн не превышают 15—20% высоты максимальной волны, поэтому в первом приближении вдолне допустимо считать высоту всех волн в каждом направлении одинаковой. [c.125] Рассмотрим влияние геометрии поверхностей субстратов на термическое сопротивление клеевого соединения (рис. 4-15). При этом прослойку адгезива переменной толщины представим слоем постоянной толщины 6 с эквивалентным объемом адгезива, находящегося между поверхностями субстратов и заполняющего впадины неровностей, т. е. [c.128] Для проведения проверочных расчетов определение входящей в (4-23) толщины бв следует осуществлять по кривым опорных поверхностей или с помощью выражения (4-13). [c.129] Поскольку приведенные выше расчетные зависимости (4-24) — (4-27) выведены на основе целого ряда допущений, то необходима опытная проверка указанных зависимостей [Л. 100]. [c.129] Из результатов исследований, показанных на рис. 4-16, видно, что термическое сопротивление R соединений на маловязком клее возрастает с повышением высоты выступов микронеровностей при неизменной толщине адгезива бп. При наличии на поверхностях субстратов волн сопротивление повышается с увеличением их высоты. Особенно заметное повышение сопротивления наблюдается для образцов с макроотклонениями на поверхностях субстратов. [c.130] Цифры у кривых соответствуют номерам и данным образцов табл. 4-4 штриховые линии — расчет по формуле (4-23), штрихпунктирные — по формулам (4-24) —(4-27). [c.130] Несколько в другом плане представляется механизм формирования термического сопротивления прослойки на основе высоковязких клеев. Есть все основания полагать, что если маловязкие клеи в процессе формирования прослойки почти полностью заполняют впадины неровностей, то клеи с высокой вязкостью в ряде случаев такой способностью не обладают. Об этом в частности свидетельствуют факты диффузии воды и других сред в зоне раздела адгезив — субстрат и корродирование поверхности последнего. [c.131] Для выявления сущности процесса формирования прослойки на основе высоковязких клеев обратимся к современным представлениям о процессах, протекающих на границе раздела полимер — субстрат. Известно, что по способности смачивания твердые тела разделяют на тела с высокой и низкой поверхностной энергией. Тела с высокой поверхностной энергией смачиваются полностью химически чистыми жидкостями, чего нельзя сказать о телах с низкой поверхностной энергией. К первым относятся, в частности, металлы, ко вторым — смолы и полимеры. [c.131] Вернуться к основной статье