Диссертация (1025993), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Результаты испытаний клеевых соединений на долговечностьпри сдвигеСогласно предложенному во второй главе методу прогнозированиядолговечностиЭКСдляпостроенияобобщенноймоделиполученныеэкспериментальные кривые долговечности необходимо перестроить в двойныхлогарифмических координатах ( lg t * lg сд ).
После чего для каждого значениятемпературы строится уравнение линейной регрессии (Таблица 4.5).Таблица 4.5Уравнения регрессии кривых долговечности ЭКСТемпература, оС200220240260280300320340Уравнение регрессииlg t* 17,97 lg сд 4,11lg t* 12,81 lg сд 1,50lg t* 13,86 lg сд 0,96lg t* 12,65 lg сд 0,18lg t* 10,18 lg сд 0,73lg t* 7,51 lg сд 1,53lg t* 6,66 lg сд 2,55lg t* 3,61 lg сд 1,83Коэффициенткорреляции0,9780,9970,9870,9410,9490,9790,9190,944Из Таблицы 4.5 видно, что полученные значения коэффициентакорреляции показывают близкую к линейной связь между логарифмамисдвигового напряжения и долговечности ЭКС.На Рис.
4.18 в двойных логарифмических координатах представленыэкспериментальные и расчетные зависимости долговечности ЭКС для каждого164значения температуры.Рис. 4.18. Экспериментальные (символами) и расчетные (сплошнойлинией) кривые долговечности ЭКС на основе герметика ВИКСИНТ У-2-28Анализ полученных расчетных зависимостей показывает, что дляпостроения обобщенной кривой долговечности ЭКС в рассматриваемомтемпературном диапазоне может быть использован метод обобщенныхкоординат, в основе которого лежит температурно-временная суперпозициямеханических свойств полимерных материалов.Как показано во второй главе (см. п. 2.3), построение общей кривойдолговечности ЭКС методом обобщенных координат осуществляется путемпараллельного переноса расчетных зависимостей вдоль оси логарифма времени(оси ординат) к кривой долговечности, полученной при характеристическойтемпературе Т0.
В качестве характеристической температуры была установленатемпература Т0 = 280 °С. Значение величины, на которую осуществляетсяпараллельный перенос каждой кривой долговечности вдоль оси ординат165определяется коэффициентом температурно-временной редукции аT.В Таблице 4.6 приведены значения lgаT для каждой температуры Т,полученные графическим методом путем переноса кривых долговечности ккривой, соответствующей характеристической температуру Т0 = 280 °С.Таблица 4.6Зависимость коэффициента температурно-временной редукции оттемпературыТ, °С200220240260280300320340lgаT3,552,511,580,750-2,02-3,85-5,53На Рис. 4.19 представлена расчетная обобщенная кривая долговечностиЭКС на основе герметика ВИКСИНТ У-2-28, а также экспериментальныезначения долговечности ЭКС в температурном диапазоне (200÷340) °С.Рис.
4.19. Обобщенная кривая долговечности ЭКС на основе герметикаВИКСИНТ У-2-28166Из Рис. 4.19 видно, что обобщенная кривая долговечности в окрестностихарактеристической температуры Т0 = 280 °С имеет перегиб. Это, по-видимому,связано с множественностью релаксационных переходовв эластомерныхматериалах, обуславливающих наличие в них различных релаксационныхмеханизмов. Релаксационный процесс, наблюдающийся в эластомерномгерметике ВИКСИНТ У-2-28 при температуре 280 °С, связан с переходомгерметика из высокоэластического состояния в вязкотекучее.
В классификациирелаксационных механизмов данных переход обозначается как L-максимум илиλ-переход [62]. Релаксационный λ-переход герметика ВИКСИНТ У-2-28 притемпературе 280 °С подтверждается также результатами проведенногодинамического механического анализа (ДМА) (Рис. 4.20).Рис. 4.20. Результаты ДМА анализа герметика ВИКСИНТ У-2-28Наличиерелаксационногоλ-переходауэластомерногогерметикаВИКСИНТ У-2-28 при температуре 280 °С, свидетельствует об изменении егофизических свойств при переходе через данную температуру. Это необходимоучитывать при построении обобщенного критерия долговечности, для чего167исследуемый температурный диапазон разделяется на два поддиапазона,соответствующих значениям температур до релаксационного перехода и после.В нашем случае получим два поддиапазона: (200÷280) °С и (280÷340) °С.Согласно (2.37) зависимость коэффициента температурно-временнойредукции аT от температуры Т определяется уравнением Вильяма-ЛанделаФерри (WLF):lg aT c1 (T T0 ).c2 (T T0 )(4.15)Коэффициенты с1 и с2 определяются для каждого поддиапазона и согласно(2.38) получим:при T (200 280) °С с1 = 14,2 и с2 = 400;при T (280 340) °С с1 = 42,4 и с2 = 400.Тогда согласно (2.39) обобщенная модель долговечности ЭКС на основегерметика ВИКСИНТ У-2-28 в температурном диапазоне (200÷340) °С будетиметь следующий вид: lg t* lg aT Q lg сд P; при T [200; 280],lg t* lg aT M lg сд N ; при Т (280;340];(4.16)где Q, P, M, N –коэффициенты, определяемые методом линейнойрегрессии из полученной обобщенной кривой долговечности (Рис.
4.19) длякаждого температурно поддиапазона.После определения коэффициентов Q, P, M и N система уравнений (4.16)примет следующий вид:lg t* lg aT 11,52 lg сд 0,51; при T [200; 280], lg t* lg aT 6, 61 lg сд 0, 61; при Т (280;340].Полученныекритериальныевыражениясистемы(4.17)(4.17)позволяютпрогнозировать долговечность ЭКС на основе герметика ВИКСИНТ У-2-28 втемпературном диапазоне (200÷340) °С по заданным значениям сдвиговогонапряжения и значению температуры.168Таким образом, в результате проведенного комплексного расчетноэкспериментального исследования построена модель и получен критерийдолговечности ЭКС, позволяющий в исследуемом температурном диапазоне(200÷340)°СосуществлятьпрогнозированиеработоспособностиЭКСконструкции ЛА в условиях продолжительного статического теплосиловоговоздействия.4.4 Выводы по главе 41.
Проведено комплексное расчетно-экспериментальное исследованиепредложенныхметодовисозданныхтехническихсредствоценкиработоспособности ЭКС на основе широко используемого в конструкцияхсовременныхвысокоскоростныхЛАэластомерногогерметикаВИКСИНТ У-2-28.2.ПроведенноеисследованиеработоспособностиЭКСприкратковременном режиме эксплуатации с учетом конечных деформацийгерметикапоказало,чтополученныесоотношенияудовлетворительносогласуются с экспериментальными данными как при растяжении плоскихобразцов герметика, так и при сдвиге в ЭКС. Предложенный методическийподход и полученные соотношения может быть применены при оценкеработоспособности ЭКС конструкций ЛА с учетом больших сдвиговыхдеформаций адгезива.3. На стандартных образцах ЭКС на основе герметика ВИКСИНТ У-2-28проведена экспериментальная проверка предложенного в работе метода оценкиработоспособности ЭКС в режиме продолжительной эксплуатации с учетомползучести герметика.
Определены параметры полученных соотношений ипоказано удовлетворительное согласие расчетных и экспериментальныхданных. Показано, что для описания первых двух стадий ползучести герметика169до момента потери устойчивости ЭКС (наступления третьей стадии ползучести)могут быть использованы два предложенных соотношения, однако отмечено,чтонапервойстадииползучестинаибольшеесогласиесданнымиэкспериментов показывает соотношение, полученное на основе представленийнаследственной теории.4. На созданной лабораторной испытательной установке проведенаэкспериментальная отработка методики определения долговечности ЭКСконструкций ЛА в условиях продолжительного статического теплосиловоговоздействия.
Проведена экспериментальная проверка предложенного критериядолговечности ЭКС, показывающая приемлемое согласие расчетных иэкспериментальныхданных.Определенычисловыекоэффициентыпредложенного критерия долговечности ЭКС на основе герметика ВИКСИНТУ-2-28, позволяющего прогнозировать работоспособность ЭКС по заданнымпараметрамстатическогодиапазоне (200÷340) °С.теплосиловоговоздействиявтемпературном170ГЛАВА 5. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭЛАСТОМЕРНЫХКЛЕЕВЫХСОЕДИНЕНИЙРЕАЛЬНЫХКОНСТРУКЦИЙЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВВ главе приведены результаты экспериментальной отработки и апробациипредложенных методов оценки работоспособности ЭКС конструкций ЛА исозданных технических средств для их практической реализации.Для проведения работ использовались несколько типов реальныхконструкций высокоскоростных ЛА.5.1.Экспериментальные исследования работоспособности клеевыхсоединений в условиях продолжительных статических теплосиловыхвоздействийИсследования работоспособности ЭКС конструкций ЛА в условияхстатическоготеплосиловоговоздействиялабораторнойиспытательнойустановке,проводилисьдетальноенаописаниесозданнойкоторойприведено в третьей главе (п.3.2).Исследования проводились на двух типах современных высокоскоростныхконструкций ЛА (малогабаритных и крупногабаритных).5.1.1Работоспособностьклеевыхсоединениймалогабаритныхконструкций ЛАПриподготовкелабораторнаякпроведениюиспытательнаяэкспериментальныхустановкадооснащенаисследованийспециальныминдукционным нагревателем, промежуточным нагревательным элементом и171специальной оснасткой для монтажа, крепления и силового нагружения узлаЭКС конструкции ЛА (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
