123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

98_4-4   Pevnost, zkoušení a výpočty lepených spojů

Pro výzkum pevnostního chování lepených spojů slouží stále častěji výzkumné metody lomové mechaniky, které také dovolují zkoumat poškození lepených spojů v závislosti na čase při působení médií. Průmysl je občas zadavatelem požadavků společně s leteckým průmyslem. Diskutuje se přitom působení vody, která může vést k těmto účinkům:

  • Rozložení lepidla hydrolýzou.
  • Oddělení lepidla od slepovaného povrchu.
  • Degradace oxidů kovů hraniční vrstvy.

    Další těžiště výzkumu je působení rozmanitých mechanických namáhání na stejné zkušební vzorky. V článku jsou popsána tahová a tlaková namáhání. Podle očekávání stoupá napětí na mezi pevnosti s růstem rychlostí deformace vzorků pro všechny druhy namáhání. Při popsané zkoušce trubky může být zavedena i kombinace namáhání v tahu a krutu. Pozoruhodné při těchto výzkumech při použití polyuretanových lepidel ve větší tloušťce (2 až 3 mm) je, že tato tzv. vysokopružná lepidla nevykazují žádné ideální pružné chování. Ani při nejnižších cyklech namáhání nelze nalézt žádné spontánní plně reverzibilní zpětné formování, které definuje pružné chování materiálu.

    Jedním z hlavních problémů inženýrského zpracování spoje je předpověď jeho modulů na základě modulů látek, které jej tvoří. K tomu uvádějí autoři příspěvek pro polyester zpevněný skleněnými vlákny. Na základě modelu pro přechodovou vrstvu skleněné vlákno/pryskyřice (interfáze) pro tloušťku 300 mm je možno určit průběh Young-modulu směrem od povrchu s pevnými tělísek do vnitřku pryskyřice. Od povrchu s vlákny klesá modul na konstantní hodnotu v oblasti pryskyřice, která již není ovlivněna povrchem s vlákny.

    O použití metody konečných prvků (FEM) pro modelování namáhání lepených spojů byla v minulých letech řeč častěji. Také tentokrát je uveden výrazný příklad použití. Výpočtem bylo určeno zvýšení odolnosti při namáhání v krutu zvýšením modulu pružnosti ve smyku použitého lepidla. Při lístkových lepidlech se např. udává při zvýšení modulu pružnosti ve smyku z 1 na 5 MPa nárůst odolnosti proti namáhání v krutu na 112%. Na obr. 4 je to ukázáno pro lepené dveře. Výpočty mohou být potvrzeny na zkušebních strojích.


    Obr. 4 Vliv modulu pevnosti ve smyku výztužných lepidel
    na tuhost dílu při namáhání v krutu.

    Ve zkušební technice je mimořádný zájem o nedestruktivní metody pro zajištění kvality ve výrobě. V článku je popsána metoda, která může za pomoci ultrazvuku velmi přesně určit stavy síťování systémů lepidel vytvrzovaných za studena (dvousložkové epoxidové pryskyřice), a to ve vrstvě lepidla o tloušťce 0,1 mm. Obr. 5 ukazuje vztah síly při lomu zkoušek lepených spojů a k nim příslušných pokusy zjištěných charakteristických velikostí NQ, které charakterizují stav síťování. Přitom byly použity různé poměry míchání složek lepidla. Na základě nedestruktivně zjištěných hodnot NQ je možno celkem jednoznačně určit pozdější sílu F při lomu.


    Obr. 5 Zatížení při lomu lepených spojů a k nim
    charakteristické hodnoty nedestruktivních zkoušek

    Při lepidlech vytvrzovaných za tepla může dojít při vytvrzovacím procesu k předčasnému poškození lepné vrstvy v důsledku relativních pohybů lepených dílů způsobených tepelnou dilatací. Významnou roli přitom hrají koeficienty tepelného prodloužení materiálů spoje a způsob fixování dílů během vytvrzování lepidla. V oblastech lepeného spoje, kde nastanou větší posuvy slepovaných částí, se dosahují nižší hodnoty pevnosti spoje. Pevná fixace dílů v průběhu vytvrzování ve středu spojení je přitom příznivější než fixace mimo oblast spoje. Vliv přitom mají i materiály spojovaných částí, vlastnosti lepidel a geometrické rozměry lepení (délky překrytí, tloušťka mezery). Tím se samozřejmě stávají relativními i hodnoty pevnosti udávané výrobci tavidla.

  • Zpět na Vývojové tendence



    logo welding.cz