Témata
Reklama

Vliv druhu zatížení na pevnost lepeného spoje

Lepené spoje mohou být namáhány staticky nebo dynamicky. Statické namáhání může být realizováno tahem, smykem a odlupováním. Nejvyšších hodnot pevnosti bývá dosahováno u namáhaní smykem, nejmenších při namáhání odlupováním.

Proto se lepený spoj konstruuje tak, aby rozhodující namáhání bylo smykové, případně tahové. U tahového zatížení jsou zatěžující síly kolmé k vrstvě lepidla a působí rovnoměrně po celé ploše. Lepený spoj u tohoto typu namáhání je zatížen najednou a každá jeho část přenáší rovnoměrný podíl z celkového zatížení. V praxi ale není vždy jisté, zda tahové zatížení je jediné, které na lepený spoj působí. Proto bývá vhodnější pomocí vhodné konstrukční úpravy převést toto namáhání na smykové. Pro své praktické přednosti se takto přeplátovaného lepeného spoje využívá nejvíce.
Reklama
Reklama
Reklama

Experiment

K experimentálnímu posouzení vlivu jednotlivých druhů zatížení lepeného spoje a tloušťky lepené vrstvy na pevnost lepeného spoje byly provedeny zkoušky dle norem ČSN EN 1465 Stanovení smykové pevnosti v tahu tuhých adherendů na přeplátovaných tělesech a dle ČSN EN 26922 Stanovení pevnosti v tahu lepených spojů. Při experimentech prováděných dle ČSN EN 1465 je výsledkem zkoušky naměřená síla při porušení spoje. Zkušební tělesa se připraví slepením plechů o rozměrech 100 x 25 x 1,5 mm tak, aby doporučená délka přeplátování byla 12,5 mm (viz MM č. 7, 8 a č. 9).
Norma ČSN EN 26922 stanovuje pevnost v tahu tuhých adherendů. Spoj je tvořen dvěma adherendy, které mají tvar válce a jsou k sobě slepeny plochami kolmými k jejich délce. Lepený spoj je namáhán tahovou silou ve směru podélné osy zkušebního tělesa, dokud nedojde k jeho porušení.Výsledkem zkoušky je naměřená síla při porušení spoje. Zkušební tělesa se připraví slepením válců o průměrech 15 mm a 25 mm.

Metodika zkoušek

Před slepením byl povrch ocelových vzorků mechanicky upraven (zdrsněn) a opláchnut v perchloretylenu. Takto připravené vzorky byly přiřazeny do párů. Na jeden vzorek bylo naneseno potřebné množství lepidla a do této vrstvy byly vloženy dva distanční drátky pro dosažení požadované tloušťky vrstvy lepeného spoje. Po přiložení druhého vzorku bylo takto vzniklé zkušební těleso zafixováno a spoj byl při laboratorní teplotě vytvrzen. Zkušební těleso pak bylo upnuto do čelistí univerzálního trhacího stroje ZDM 5 (v případě zkoušky dle ČSN EN 26922 pomocí přípravku) a zatěžováno do okamžiku porušení zkušebního vzorku. Následně byla odečtena maximální zatěžovací síla a dle příslušné normy určen typ porušení spoje.
K provedeným experimentům bylo použito dvousložkové epoxidové lepidlo s obsahem ocelového plnidla a s dobou zpracovatelnosti lepicí směsi 30 minut. Používá se k lepení oceli, litiny, mosazi a hliníkových slitin, teplotní odolnost je od -20 do +120 °C. Funkční pevnosti lepený spoj dosahuje po 14 hodinách.

Vyhodnocení provedených experimentů

Epoxidové lepidlo dosáhlo své nejvyšší průměrné pevnosti 17,02 MPa (aritmetický průměr ze souboru 5 naměřených hodnot) při zatěžování v tahu, a to při tloušťce lepené vrstvy 0,16 mm (kruhový průřez adherendu o průměru 25 mm). Nejmenší průměrná pevnost byla zjištěna při tahovém namáhání adherendu o průměru 25 mm při tloušťce lepené vrstvy 0,29 mm. Celkově nejvyšší průměrné hodnoty pevnosti bylo dosaženo u zkoušky smyku tahem dle ČSN EN 1465 bez ohledu na tloušťku lepené vrstvy. Tato hodnota je 13,14 MPa (aritmetický průměr 25 naměřených hodnot). Z grafu dále vyplývá, že při různých druzích zatěžování je pevnost lepeného spoje různá. Při použití tohoto typu lepidla se vyskytovala kohezní porucha.
Závěrem lze vyhodnotit, že rozdílnost výsledků ovlivňuje především odlišný tvar adherendu, dále pak velikost lepené plochy a různá tloušťka lepené vrstvy.
Tento článek vznikl na základě řešení grantu TF ČZU č. 31140/1312/313127 - Faktory ovlivňující pevnost lepeného spoje.
Ing. Miroslav Müller
KMaST TF ČZU v Praze
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 31007
Datum: 08. 10. 2003
Rubrika: Trendy / Spojování a dělení
Autor:
Firmy
Související články
Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Laserová technologie Platino pro každého

Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

Řezání vysokým tlakem

Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

Související články
Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Autogen, plazma či laser?

Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Metody spojování využívající principy plastické deformace

Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

Revoluce ve svařování laserem

Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

Trhací nýty pro vysoké zátěže

Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

Inovovaná fiber laserová centra

Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

Nové úkoly v technologii vodních paprsků

Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit