Диссертация (1173120), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Контактная жесткость заклепочных и клееклепанныхсоединений (в том числе стыков) в значительной степени определяетдолговечность автомобильных кузовов и ее величина также в очень существеннойстепени зависит от скорости развития коррозии.Ещеоднимгерметичность.важнейшимБольшинствоэксплуатационнымисследователейпоказателемсчитают,чтоявляетсяважнейшимпреимуществом клееклепанных соединений является автоматическое обеспечениеих герметичности. Однако это справедливо только в том случае если проводитьсравнение между заклепочным и клееклепанным соединениями, поскольку междустенками отверстия и стержнем заклепки имеются зазоры у заклепочногосоединения (и отсутствуют у клееклепанного). В процессе эксплуатации врезультате даже незначительного выпучивания склепанных листов величины этихзазоров будут увеличиваться, что и приводит к нарушению герметичностиклепаннойконструкции.Авторыработ[105]считают,чтодажеприиспользовании клееклепанной технологии с применением традиционных клеевимеет место неравномерное обжатие стержня заклепки, что приводит к созданиюнеравномерного давления на клей в процессе его отверждения.
В результатепрочность клеевого материала непосредственно вблизи стержня будет выше, чем41в клеевом шве между двумя заклепками и именно этот участок будет обладатьпониженной прочностью. Чем ниже прочность у таких клеев, тем вышевероятность образования трещин и тем ниже герметичность соединения.Клеевые и клееклепанные соединения кузовных деталей существеннымобразом отличаются от стандартных (сварных) и в связи с этим к нимпредъявляются дополнительные требования, например, по технологичности иконтактной жесткости.Кузов автомобиля играет большую роль в обеспечении пассивнойбезопасности, поскольку принимает на себя основную мощь удара при аварии.Характер разрушения таких соединений определяется несколькими группамифакторов: особенности конструкции, объемом и характером повреждений.К числу типовых повреждений автомобильных кузовов, наряду с износом,вмятинами, коррозией и нарушением целостности металла, также относитсянарушение качества неразъемных соединений.
Основными типами неразъемныхсоединений современных автомобильных кузовов являются клеевые, заклепочныеи клееклепанные. Для них, как правило, характерен комплексный характерповреждений, при котором воздействует сумма разных факторов, что приводит квозникновению коррозии, потери герметичности, снижению жесткости и др.Врезультатетакогокомплексноговоздействияразличныхэксплуатационных факторов имеет место синергетический эффект снижениядолговечности автомобильных кузовов. Однако, если при использованииполимерных материалов для анализа особенностей накопления повреждений (втом числе и с позиций синергетики) широчайшее распространение получилиметодыимитационногозаклепочныхимоделирования,клееклепанныхтосоединенийдляоценкиавтомобильныхдолговечностикузововонипрактически не применяются.Механизмзаклепочныхивоздействияклееклепанныхэксплуатационныхсоединенийфакторовразличен.наНапример,качествопотерягерметичности клееклепанного соединения, может происходить в результате42низкой адгезионной прочности используемого клеевого материала, что приводитк адгезионному характеру разрушения.Именно благодаря исследованию структуры, авторы работ [13, 79] смоглиустановить многообразие микромеханизмов разрушения на основании которыхсделаны предположения о последовательности протекания на макро- имикроуровнях отдельных фактов разрушения, которые в свою очередь возникаютв результате образования субмикротрещин.Различиясоединенийвхарактерепозволилиразрушенияустановитьзаклепочныхважнейшиеиклееклепанныхпреимуществаклеев,использование которых приводит к выравниванию напряжений по сечению.Таким образом, происходит снижение максимальных напряжений, которые изобласти заклепки распределяются по всей длине клеевого шва.
В итоге такиесоединения характеризуются существенно большей усталостной прочностью.Идентификацию характера усталостного повреждения также принято проводитьна основании результатов анализа характера разрушения. При таких испытаниях вкачестве модельных образцов используют элементы кузовных конструкций,которые могут содержать не только множество клепанных точек, но и ребражесткости. Наличие в образцах множества заклепок позволяет определитьослабленные сечения, которые, как правило, располагаются на границах крайнегоряда заклепок.Если в процессе сборки заклепочного соединения имело место появлениенесоосности между замыкающей и закладной головками, то в таком соединениивозникают остаточные напряжения. В работах Фрейдина А.С.
[103] показано, чточем больше величина остаточных напряжений, тем ниже прочность. Остаточныенапряжения частично могут быть скомпенсированы за счет релаксационныхсвойств клеев, однако этим вопросам в литературе уделено мало внимания.Отличительной особенностью заклепочных и клееклепанных соединенийявляется существенное влияние технологических факторов, связанных сособенностями их изготовления. К числу таких факторов относятся высокиетемпературы(пригорячейклепке),большиепластическиедеформации,43происходящие в процессе осадки заклепки и большие ударные нагрузки. Все этифакторы в сумме приводят к технологической наследственности, благодарякоторой клепанные соединения в процессе эксплуатации автомобильных кузововимеют склонность к образованию трещин.
Наличие или отсутствие таких трещинопределяется по результатам анализа характера разрушения.Требования по технологичности, как правило, легко выполняются толькопри проведении ремонта таких элементов кузова, как двери, багажник и др.съемные узлы, в том числе детали оперенья. Однако если ремонту подлежиткорпус кузова или какие-то его отдельные детали (пол, крыша, боковины), то вэтомслучаетребованиятехнологичности,особенноприиспользованиистандартной клееклепанной технологии сборки с использованием высокопрочныхэпоксидных клеев не выполняются. Это приводит к существенному повышениюстоимости ремонтных работ.1.6.
Постановка цели и задач исследованияНаоснованиипроведенноголитературногообзораможносделатьследующие выводы:- Клепка широко применяется при производстве и ремонте машин, в томчисле при сборке автомобильных кузовов изготовленных из самых различныхсплавов и композиционных материалов. Технология клепки позволяет соединятьразнородные материалы, сборка которых с использованием сварки невозможна.Основным недостатком соединений, собранных с использованием клепкиявляется их низкая коррозионная стойкость и негерметичность.- Технология клееклепки является весьма перспективной для сборкиавтомобильных кузовов в условиях авторемонтного производства. Даннаятехнология имеет огромные преимущества перед классической точечной сваркойи клепкой. А недостатки присущие технологии клееклепки могут бытьсущественным образом уменьшены совершенствованием технологии создания44клееклепанных соединений в условиях авторемонтного производства, точнымрасчетом параметров клееклепанного соединения и применением перспективныхполимерных материалов.- Существуют три способа получения клееклепанных соединений:постановка заклепок по отвержденному клеевому слою (клепка после нанесенияклея и после его отверждения), постановка заклепок по неотвержденному клею(клепка после нанесения клея, но перед его отверждением) и введение клея послепостановки заклепки (клепка до нанесения клея).
Общим недостатком всех трехспособоввыполненияклееклепанныхсоединенийявляетсяповышеннаятрудоемкость (за счет длительного времени отверждения клея), относительнаясложность, высокая трудоемкость контроля качества склеивания и невозможностьдемонтажа полученных соединений. Решить эту проблему можно за счетиспользования термопластичных материалов (клеев-расплавов).- Установлено, что наиболее перспективными материалами для сборкиавтомобильных кузовов с применением клееклепанной технологии в условияхавторемонтногопроизводстваявляютсятермопластичныеклеи-расплавы,использование которых повышает ремонтопригодность соединений и позволяетобеспечить демонтаж клееклепанных соединений.
Основным препятствием дляинтенсивного внедрения технологии клееклепки при ремонте автомобильныхкузовов с использованием термопластичных материалов являются весьмаограниченные сведения по деформационно-прочностным свойствам клееврасплавов, их стойкости к воздействию различных эксплуатационных факторов, атакже отсутствие технологических рекомендаций.Целью диссертационной работы является разработка технологическихпроцессов создания и демонтажа клееклепанных соединений при ремонтеавтомобильных кузовов, обеспечивающих повышение ремонтопригодности.Основные задачи исследования, в соответствии с целью состояли вследующем:1.
Разработать алгоритм оценки точности клееклепанного соединения взависимости от конструкторско-технологических факторов;452.Разработатькритериивыбораклеев-расплавовдлясозданияклееклепанных соединений при ремонте автомобильных кузовов;3. Исследовать свойства клееклепанного соединения при использованииклеев-расплавов;4.Разработатьтехнологическиепроцессысозданияидемонтажаклееклепанных соединений с использованием клеев-расплавов при ремонтеавтомобильных кузовов;5.Определитьтехнико-экономическуюэффективностьклееклепанной технологии при ремонте автомобильных кузовов.применения46ГЛАВА 2.
РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА КЛЕЕКЛЕПАННОГОСОЕДИНЕНИЯ2.1. Расчет клееклепанного соединенияРасчет заклепочных соединений проводят аналогично расчетам групповыхрезьбовых соединений [49]. Поскольку замена базовой (клепанной) технологии нановую (клееклепанную) производится для уже существующих конструкций,проведем только проверочные расчеты, при которых размеры всех сопрягаемыхдеталей и материалы, из которых они изготовлены уже заданы.Условие равновесия для заклепок, установленных с натягом, имеет видF Sk p S cp(2.1)где F – внешняя нагрузка, приходящаяся на одну заклепку; S – площадьпоперечного сечения заклепки; k – коэффициент трения между соединяемымидеталями; ср – напряжения среза; р– растягивающие напряжения в поперечномсечении заклепки.Уравнение (2.1) является весьма приближенным, поскольку точное решениезадачи расчета даже единичной заклепки является сложным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
