Конструкции из пластмасс можно соединять комбинированными способами, обладающими повышенной огнестойкостью.
Клеесварные соединения чаще всего применяют для металлических элементов, например, для прикрепления алюминиевых обшивок к каркасу панелей. При изготовлении клеесварных конструкций используют клей марки КС-609, а также эпоксидные ЭПЦ-1) или эпоксидно - каучуковые (К153) клеи.
Вследствие ослаблений в соединяемых элементах клеезаклепочные, их разновидность - клеетрубные и клеевинтовые соединения имеют меньшую прочность при одной и той же толщине соединяемых элементов, чем клеесварные.
Заклепки и самонарезающие винты вставляют в отверстия сразу же после нанесения клея или после его отверждения. Диаметр отверстия должен быть больше диаметра стержня заклепки на 0,1 - 0,15 мм. При толщине соединяемого пакета, равной или менее 3 мм, диаметр заклепок принимается не менее толщины пакета. Заклепки и винты применяют в основном и конструкциях панелей для присоединения обшивок из стеклопластика или алюминия к каркасу.
Диаметр винтов при толщине соединяемых элементов 0,5-1мм принимается от 3 до 3,5 мм, а при толщине элементов 1-3 мм - от 4 до 5 мм.
Длина стержня винта принимается на 5 мм больше толщины пакета.
Трубчатые заклепки, заполненные расширяющимся цементом, применяют для соединения относительно слабых и хрупких материалов, например, асбоцементных листов. Трубчатые заклепки изготовляют из мягкой стали. Толщина стенки заклепки принимается 0,8 - 1 мм, а длина ее должна превышать толщину соединяемого пакета на 3 мм.
Для комбинированных соединений на эпоксидных клеях при толщине соединяемых металлических элементов до 3 мм, расчетные сопротивления заклепок, винтов и сварных точек умножаются на повышающие коэффициенты. При постоянном нагреве соединений до температуры выше +40 ºС, а также для клеесварных точечных соединений расчетные сопротивления применяются без коэффициентов. Для винтовых и клеевинтовых соединений металлических элементов на самонарезающих винтах расчетные усилия принимаются как для болтовых соединений.
Клеевинтовые соединения применяют при сборке конструкций. Это соединения, в которых детали запрессованы, т.е. прижаты одна к другой в процессе склеивания при помощи винтов, болтов, шурупов, остающихся в соединяемой паре после отверждения клея. Например, для предотвращения сползания скосов уса и одновременного прижатия листов к накладкам целесообразно использовать клеевинтовое соединение
Для усиления клеевого шва при соединении листов стеклопластика иногда применяются винипластовые заклепки, которые увеличивают несущую способность клеевого соединения более чем в два раза (метод разработан в МИСИ им. В.В.Куйбышева). Одна головка формируется на стадии изготовления заклепок путем предварительного разогрева винипластового прутка горячим воздухом и запрессовки его в гнездо в металлическую форму. Вторая головка формируется в процессе соединения листов стеклопластика.
Следует, однако, иметь в виду, что в образцах, соединенных клеем и заклепкой, происходит последовательное разрушение сначала более жесткого клеевого шва, а затем заклепки, т. е. прочность соединения увеличивается не благодаря совместной работе клея и заклепки, а за счет улучшения условий работы клеевого шва, обжатого заклепкой.
Для соединения элементов конструкций с применением пластмасс также могут использоваться пластмассовые нагели, болты, гвозди и т. д.
71. Стеклопластики, способ получения стекловолокна и его свойства.
Стеклопластики (стеклонаполненные пластики) — один из первых конструкционных материалов на полимерной основе. Они представляют собой композиционные конструкционные материалы, сочетающие высокую прочность с относительно небольшой плотностью.
Основными компонентами стеклопластиков являются стекловолокнистые армирующие материалы и синтетические связующие. Тонкие высокопрочные стеклянные волокна обеспечивают прочность и жесткость стеклопластика. Связующее придает материалу монолитность, способствует эффективному использованию механических свойств стеклянного волокна и равномерному распределению усилий между волокнами, защищает волокно от химических, атмосферных и других внешних воздействий, а также само воспринимает часть усилий, развивающихся в материале при работе под нагрузкой. Кроме того, связующее придает материалу способность формоваться в изделия самых различных форм и размеров, что обеспечивает широкое применение стеклопластиков во многих отраслях промышленности.
Благодаря армированию полимерной матрицы стекловолокном, стеклопластик приобретает свойства, недоступные обычным пластмассам. Стеклопластик на порядок лучше них по прочности, истираемости, линейному расширению, ударным и вибрационным нагрузкам. Из-за высоких прочностных характеристик, стеклопластик называют «легким металлом», но в то же время он имеет низкую плотность, по сравнению с металлом, низкую теплопроводность и не подвержен коррозии. Стеклопластик обладает многими очень ценными свойствами, дающими ему право называться одним из материалов будущего.
Основные свойства
Малый вес
Удельный вес стеклопластиков колеблется от 0,4 до 1,8 и в среднем составляет 1,1 г/см3. Напомним, что удельный вес металлов значительно выше, например, стали – 7,8, а меди - 8,9 г/см3. Даже удельный вес одного из наиболее легкого сплава, применяемого в технике, - дуралюмина составляет 2,8 г/см3. Таким образом, удельный вес стеклопластика в среднем в пять-шесть раз меньше, чем у черных и цветных металлов, и в два раза меньше, чем у дуралюмина. Это делает стеклопластик особенно удобным для применения на транспорте. Экономия в весе на транспорте переходит в экономию энергии; кроме того, за счет уменьшения веса транспортных конструкций (самолетов, автомобилей, судов и т.п.) можно повысить их полезную нагрузку и за счет экономии топлива увеличить радиус действия.