Автореферат (1173119), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Материалы, сырье, технологии»,Россия, Дзержинск, 17-19 сентября 2013 года и 13-15 сентября 2016 года;международных научно-технических конференциях «Интерстроймех - 2015»,Россия, Казань, 9-11 сентября 2015 г и «Интерстроймех - 2016», Россия,Москва, 10-14 октября 2015 г.; VIII международной научно-техническойконференции «Наукоемкие технологии на современном этапе развитиямашиностроения», Россия, Москва, 19-21 мая 2016 г.; международнойконференции «Современные направления и перспективы развитиятехнологий обработки и оборудования в машиностроении», Россия,Севастополь, 11-15 сентября 2017 г.Публикации:По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 3 статьиопубликовано в изданиях, входящих в «Перечень рецензируемых научныхизданий, в которых должны быть опубликованы основные научныерезультаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук идоктора наук», 3 работы опубликованы в изданиях, входящих в базуцитирований Scopus.

По результатам работы получен Патент на полезнуюмодель (№159784 от 27.01.2016). В печатных работах подробно изложеносодержание всех основных разделов диссертации, выводы и результатыработы.Структура и объем диссертации:Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, спискаиспользованной литературы из 119 наименований, в том числе 11 наиностранном языке, а также 1 приложения. Работа содержит 142 страницыосновного текста, включающего 21 таблиц, 43 рисунков и 1 приложение на 3страницах.7КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении раскрывается актуальность темы, цель и задачиисследования, научная новизна и практическая значимость работы.В первой главе приводится обзор литературы по теме исследования.Освещены вопросы применения традиционной клепанной технологии припроизводстве и ремонте автомобилей и существующие технологии созданияклееклепанных соединений.

Рассмотрен весь комплекс вопросов, связанных стребованиями к материалам, используемым при создании клееклепанныхсоединений и особенности расчета заклепочных и клееклепанныхсоединений.В результате проведенного в работе анализа намечены направлениярасчетно-теоретическихиэкспериментальныхисследований,сформулирована цель и задачи дальнейшего исследования.Во второй главе рассмотрены вопросы расчета клееклепанногосоединения.Рассмотрены две схемы установки заклепок: с зазором и натягом.Установка с зазором – является существенно менее трудоемкой, но в этомслучае стержень заклепки не принимает участие в работе, посколькунепосредственно на него нагрузка не передается. При установке с натягомтрудоемкость увеличивается, но в этом случае, стержень заклепки участвуетв работе.

При установке заклепки с зазором, при деформации однорядногозаклепочного соединения, имеет место изгиб стержня заклепки и чем большедлина стержня заклепки и мягче материал из которого она изготовлена, тембольше его деформация. При установке заклепок с натягом, стерженьзаклепки также может деформироваться, однако для этого должны бытьсущественно большие внешние нагрузки. Если заклепочное соединениенагружено силой, которая перпендикулярна плоскости стыка (рис. 1, а), токритерием его работоспособности является отсутствие «раскрытия»соединяемых элементов, аналогично фланцам.

Для стержня заклепки исоединяемых деталей при такой схеме нагружения, вводятся коэффициентыподатливости.а)б)Рисунок 1 – Расчетная схема нахлесточного однорядного заклепочногосоединения, нагруженного силами перпендикулярно (а) и параллельно (б)плоскости стыка8Для снижения дополнительной силы на стержень заклепки, котораяпривод к его деформации, необходимо снизить коэффициент основнойнагрузки. При одной и той же внешней нагрузке, этого можно достигнутьпутем склеивания стержня заклепки и склепываемых поверхностей. Этообеспечит совместную деформацию стержня заклепки и склепываемыхдеталей, которая будет происходить в пределах их упругих свойств. Длязаклепочного соединения наиболее характерными являются нагрузки, прикоторых сила приложена параллельно плоскости стыка (рис. 1, б).

В этомслучае в теле заклепки возникают напряжения среза, а в соединенныхдеталях, в местах их контакта со стержнем заклепки, возникают напряжениясмятия см. При такой схеме нагружения, нагрузка передается трением и прирасчетах используется уравнение (1).F  Sk p  S cp(1)где F – внешняя нагрузка, приходящаяся на одну заклепку; S – площадьпоперечного сечения заклепки; k – коэффициент трения междусоединяемыми деталями; ср – напряжения среза; р – растягивающиенапряжения в поперечном сечении заклепки.Уравнение (1) справедливо при следующих допущениях: сила тренияпостоянна в любой точке контакта заклепки и сопрягаемых деталей;стержень принимает участие в передаче нагрузки; внешняя нагрузкаравномерно передается от одной заклепки к другой и давление на стерженьраспределяется равномерно по всей плоскости сечения заклепки.В работе последовательно рассмотрены данные допущения и сделанопредположение о том, что только использование клееклепанной технологиипозволяет сделать справедливыми (частично или полностью) все четыредопущения.При использовании клееклепанной технологии, на каплю клея,находящуюся на твердой поверхности, одновременно действуют двепротивоположные силы.

Одна характеризует свободную энергию системы испособствует самопроизвольному растеканию FЕ, вторая, наоборот,препятствует растеканию и зависит от вязкости F.FE  2rE(2)dv(3)dhгде Е – свободная энергия системы; r – радиус капли жидкости натвердой поверхности; v – скорость растекания; h – высота капли жидкости натвердой поверхности.Решая уравнения (2) и (3) находим скорость растекания клея поповерхности (4)F  r 29Edt(4)r  h2Для клея-расплава характерно, что в момент его соприкосновения сметаллической поверхностью, которая имеет комнатную температуру,происходит практически мгновенное охлаждение той части клея, котораянепосредственно контактирует с металлом и поэтому важнейшимитехнологическими параметрами являются характеристики качестваповерхности.

Рассмотрено влияние волнистости поверхностей склепываемыхдеталей на характеристики качества клееклепанного соединения иустановлено, что при использовании высоковязких клеев, к которымотносятся клеи-расплавы, имеет место уменьшение фактической площадиконтакта. Для учета фактической площади смачивания введен новыйкоэффициент, получивший название – коэффициент уменьшения площади.Разработан алгоритм формирования технического решения приклееклепанной технологии ремонта автомобильных кузовов, включающийэтапы идентификации на микро- и макроуровнях.При разработке технологии клееклепки для условий авторемонтногопроизводства,предполагается,чтоужеимеетсяоптимальноеконструкторское решение, при котором однозначно определены всепараметры соединений и допустимые пределы их изменений (рис.

2).Символами 1, 2, 3 и 4 – обозначены соответствующие решаемой задачинапряжения, например, 1 – это напряжения в заклепочном соединении длявыбранного типа заклепок, используемого материала при данныхгеометрических характеристиках заклепки. Далее, по мере конкретизациизаклепочного (или клееклепанного соединения), эти напряжениярассчитываются с учетом расстояний (l) от края соединения 2.

Начиная свеличины 3 , напряжения рассчитываются уже не для клепанного, а дляклееклепанного соединения в зависимости от типа выбранного клея 3 ишага между заклепками 4. Символами 1зад, 2зад, 3зад и 4зад – обозначенысоответствующие решаемой задачи предельно допустимые напряжения,например, 1зад – это предельно допустимые напряжения в заклепочномсоединении для выбранного типа заклепок, материала заклепок и т.д.При принятии конструкторских решений, точно так же, как и длятехнологическихрешений,используютсяописательныеформыпредставления данных, например, по свойствам материалов. Дляклееклепанных соединений данный перечень применяемых материаловограничивается марками (и свойствами) клеев и марками (и свойствами)заклепок.Для сокращения сроков на разработку технологических режимовклееклепки,предлагаетсясовместитьэтапыконструкторской итехнологическойразработки.Алгоритмтакогоконструкторскотехнологического решения показан на рис.

2.ln v   210Техническое заданиеОпределение допусков наразмеры соединенияВыбор материала заклепоки др. ее характеристикнет2>2заддаВыбор технологиисоединения деталей дляпоследующегоизготовления отверстийпод заклепкиВыбор клея и технологииего нанесения,оборудования иприспособлений дляконтроля его качестваВыбор технологииустановки заклепок ирасчет режимовОптимизация режимовклееклепкинет3>3задВыбор технологииизготовления отверстийпод заклепкидаОценки качестваклееклепанногосоединенияВыбор шага междузаклепками и технологииих установкинет4>4зад1>1заддаКонецРисунок 2 – Алгоритм формирования конструкторско-технологическогорешения клееклепанного соединения для условий авторемонтногопроизводства11Процедура принятия конструкторско-технологического решениясовмещает в себя задачи выбора и последующего анализа, которыевыполняются последовательно. Первичный выбор материалов предполагаетанализ вариантов, который заканчивается принятием технического решенияпо одному (или сразу нескольким) оцениваемым характеристикам.Если при принятии решения сразу же происходит учет технологическихтребований, то в этом случае существенно сокращается продолжительностьразработки и повышается качество.

При таком подходе минимизируетсяколичество возможных ошибок, что и приводит к существенномусокращению сроков на разработку технологии.Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям свойствклееклепанных соединений в зависимости от характеристик используемыхклеевых материалов.Для изготовления клееклепанных соединений, по результатампроведенного литературного обзора, были выбраны три маркиотечественных клеев-расплавов Летек, Теплак-2П, MC-1, которые ранее приизготовлении клееклепанных соединений никогда не использовались. Вкачестве аналога были также использованы две марки отечественныхэпоксидных клеев, которые традиционно применяют при созданииклеемеханических соединений в авиационной промышленности марок ВК-9и К-300.

Характеристики

Список файлов диссертации