ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термическое сопротивление клеевых соединений при наличии мест непосредственного контакта склеиваемых металлических поверхностей из "Теплообмен через соединения на клеях " Ные соединения, как отмечалось в гл. 1, носит достаточно сложный характер, при этом на процесс теплообмена одновременно оказывают влияние физикомеханические свойства, рельеф поверхности субстрата и нагрузка, а также физико-химические свойства адгезива. Вначале остановимся на основных положениях механического контактирования поверхностей металлических субстратов. [c.143] Контакт поверхностей твердых тел вследствие макронеровностей, волнистости и шероховатости поверхностей носит дискретный характер [Л. 11]. Различают следующие площади контакта (рис. [c.143] Естественно, что при отсутствии волнистости и макронеровностей 5h=Sj( и T 3=rii. [c.143] Логарифмирование (4-44) дает lgT)3=lg + vlg e, т. а, уравнение прямой, в котором vlge — тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс, а Igb —отрезок, отсекаемый данной прямой на оси ординат. [c.145] Рассмотрим составляющие общего термического сопротивления клеевой прослойки. Представим термическое сопротивление клеевого слоя переменной толщины (рис. 4-27,а) сопротивлением слоя постоянной толщины бш, эквивалентного по объему адгезиву во впадинах микронеровностей поверхностей субстратов, т. е. [c.149] Такая аналогия вполне справедлива, поскольку при уменьшении толщины клее-металлнческой прослойки снижается температурный перепад на ее границах, а плотность теплового потока практически постоянна по всей площади склеивания. [c.149] Структура выражения (4-65) позволяет считать, что тепловой поток через клеевой слой в аксиальном направлении для реальной модели однороден по площади 2я(Ь а ). Это положение справедливо непосредственно для клее-металлических соединений, как систем с дальним порядком. [c.150] Входящая в (4-66) эквивалентная толщина клеевого слоя бш функционально зависит от геометрии,. физико-механических свойств поверхностей субстратов и контактного давления. Для.установления зависимости используем рассмотренные выше положения о контактировании шероховатых металлических поверхностей. [c.151] Коэффициент g находится путем построения кривых опорных поверхностей (см. рис. 4-12) или с помощью графической зависимости g=f(h p). полученной в результате обработки большого числа продольных и поперечных профилограмм поверхностей образцов с чистотой обработки от 3-го до 10-го класса из металлов с 7 10 Па и представленной на рис. 4-29. [c.151] Термическое сопротивление Ro окисной пленки находится в соответствии с методикой, изложенной ниже (см. 4-5). [c.154] Представим выражение (4-77) в безразмерной форме, учитывая, что тепловая проводимость ак,ш= 1/ ст.ш. т. е. [c.154] Цифры у кривых соответствуют нумерации и данным образцов табл, 4-9 штриховые линии — расчет по (4-Г9) R, , , ш и щ — расчет соответственно по (4-70) и (4-78) с учетом (4-73). [c.155] Для более высокотеплопроводных и пластичных металлов (дюралюмин Д16 и Д1) характерна более выря женная зависимость термического сопротивления от нагрузки. Это объясняется превалирующим значением ст.ш по сравнению с Як.с.ш в общем сопротивлении (см. расчетные кривые ст.ш и Як.с.ш на рис. 4-31). Повышение чистоты обработки поверхностей субстратов приводит к значительному снижению термического сопротивления клее-металлической прослойки, причем кривые в этом случае имеют более пологий характер. Такой характер расположения опытных кривых обусловливается снижением влияния, оказываемого ст.ш на с увеличением нагрузки. Действительно, при уменьшении высоты выступов микронеровностей повышается проводимость клеевого слоя, т. е. возрастает первый член правой части выражения (4-62), практически мало зависящий от нагрузки. В этом случае второй член правой части данного выражения, т. е. проводимость фактического контакта, зависящая от нагрузки, снижает свое влияние на тепловую проводимость клее-металлической прослойки, отчего зависимость Яш=1(р) ослабевает. [c.158] Цифры у кривых соответствуют нумерации и данным образцов табл. 4-9 штриховые линии — расчет по (4-79) (. ш и — расчет соответственно по (4-70) и (4-78) с учетом (4-73). [c.159] Цифры у точек соответствуют нумерации и данным образцов табл. 4-9. [c.160] Более сложным представляется процесс теплоперено-са через прослойки клее-металлических соединений при наличии на поверхностях субстрата волнистости или макронеровности. Исследованиями контактного теплообмена в вакууме установлено [Л. 112], что для поверхностей с крупномасштабными отклонениями общее термическое сопротивление складывается из двух составляющих. Первая составляющая обусловлена стягиванием линий теплового потока к крупномасштабным областям, имеющим форму круга или полосы. Вторая составляющая вызвана стягиванием теплового потока непосредственно к микроскопическим пятнам контакта. [c.162] Для поверхностей с макронеровностями справедливость равенства (4-96) не вызывает сомнений. Что же касается волнистых поверхностей, то анализом волно-грамм, полученных различными методами обработки, установлено, что в большинстве случаев равенство (4-95) также выдерживается. [c.165] Одним из основных условий, ограничивающих решения (4-93) и (4-94), является предположение, что /3 L/2 или /3 6н. Специальные исследования, проведенные с помощью электрической аналоговой машины, показали, что результаты, полученные на моделях для значений 21IL 1 и ИЬн , достаточно хорошо согласуются сданными расчета по формулам (4-93) и (4-94). [c.165] Соотношения (4-103) и (4-104) позволяют производить оценку термического сопротивления стягивания клее-металлических соединений с поверхностями, имеющими волнистость или макронеровности. [c.166] Форма соотношения (4-98) в виде (4-105) свидетельствует о линеаризации зависимости R T.n=f p) с ростом нагрузки. [c.167] Вернуться к основной статье