RU2571645C2

RU2571645C2 - Gluing process (versions)

Info

Publication number: RU2571645C2
Application number: RU2013136281/12A
Authority: RU
Inventors: Виктор Степанович Ермоленко
Original assignee: Виктор Степанович Ермоленко
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-12-20
Also published as: RU2013136281A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: claimed process consists in that the element of the joint to be glued has through holes or cuts. Glue is applied in excess amount. Said holes or cuts have the chamfers made from inner and/or outer sides. Besides, it consists in that both edges in contact of the element to be glued feature the zigzag shape.

EFFECT: higher strength of glue joint, ruled out development of defects or glue joint damages.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии склейки, то есть к способам склейки и подготовке к склейке поверхностей, ориентированных преимущественно ортогонально (элемент типа «пластина» и присоединенный к ней встык ортогональный элемент) и работающих преимущественно на разрыв, например клеевое соединение композитного лонжерона к композитной обшивке крыла самолета с помощью самоотверждающейся синтетической смолы (полиэфирной, эпоксидной и т.п.).The invention relates to gluing technology, that is, to methods of gluing and preparing for gluing surfaces oriented mainly orthogonally (an element of the "plate" type and an orthogonal element connected to it butt) and working mainly on a gap, for example, gluing a composite spar to a composite skin of an aircraft wing using self-curing synthetic resin (polyester, epoxy, etc.).

Известные различные способы и конструктивные меры повышения прочности склейки, заключающиеся, например, в усилении склейки заклепками, как в заявке №93032383 «Неразъемное ремонтное соединение деталей из полимерных композиционных материалов и способ его получения». Или в усилении заклепкообразными вставными элементами с расклиниванием, как в пат. №2181447 «Неразъемное соединение деталей и способ его осуществления». Или в усилении клеевого соединения заклепкообразными вставками из композиционного волокнистого материала, как в заявке №2000104181 «Неразъемное ремонтное соединение деталей из полимерных композиционных материалов и способ его получения». Или в применении дополнительных усиливающих слоев композиционного материала, как в заявке №2011117641 «Узел соединения компонентов воздушного судна» и в полезной модели №103588 «Клеевое соединение днища с транцем». Однако все эти способы увеличения прочности очень нетехнологичны и приводят к увеличению габаритов клеевого соединения, что не всегда желательно, особенно в авиации.Known various methods and structural measures to increase the bonding strength, consisting, for example, in reinforcing gluing with rivets, as in the application No. 93032383 “Permanent repair connection of parts from polymer composite materials and the method for its preparation”. Or in reinforcement with riveted plug-in elements with wedging, as in US Pat. No. 2181447 "One-piece connection of parts and method for its implementation." Or in reinforcing the adhesive joint with riveted inserts of composite fibrous material, as in the application No. 2000104181 “Permanent repair connection of parts from polymer composite materials and the method for its preparation”. Or in the application of additional reinforcing layers of the composite material, as in the application No. 20111717641 "The assembly of the components of the aircraft" and utility model No. 103588 "Adhesive connection of the bottom with transom." However, all these methods of increasing the strength are very low-tech and lead to an increase in the size of the adhesive joint, which is not always desirable, especially in aviation.

Наиболее близка к предлагаемому техническому решению заявка №95122603 «Способ получения адгезионного сцепления в соединении с загибом», в которой излишки синтетической смолы выдавливаются из клеевого соединения и затекают внахлест на приклеиваемый материал, обеспечивая примерно удвоенную прочность кромки клеевого соединения.Closest to the proposed technical solution, application No. 95122603 "Method for producing adhesive adhesion in connection with a bend", in which excess synthetic resin is squeezed out of the adhesive joint and overlap onto the bonded material, providing approximately double the strength of the edge of the adhesive joint.

То есть в основном все принимаемые меры состоят или в применении дополнительного крепежа типа заклепочного соединения, или в повышении адгезионных качеств склеиваемых поверхностей и к увеличению поверхности клеевого контакта. Так как прочность затвердевшего вещества клея, как правило, меньше прочности материала склеиваемых поверхностей, или его адгезия к родственному слою уже затвердевшего вещества меньше его прочности, то такие меры приносят результат.That is, basically all the measures taken consist either in the use of additional fasteners such as riveted joints, or in improving the adhesive qualities of the surfaces to be glued and to increase the surface of the adhesive contact. Since the strength of the hardened substance of the adhesive, as a rule, is less than the strength of the material of the surfaces to be glued, or its adhesion to the relative layer of the already hardened substance is less than its strength, such measures bring results.

Задача и технический результат изобретения - повышение прочности склейки и предотвращение развития дефектов или повреждений клеевого соединения, в частности, в результате внешнего повреждающего воздействия.The objective and technical result of the invention is to increase the bonding strength and prevent the development of defects or damage to the adhesive joint, in particular as a result of external damaging effects.

ВАРИАНТ 1. Так как разрыв происходит в основном по стыку двух склеиваемых поверхностей, то для повышения площади склеиваемой поверхности в этом месте, а также для частичного изменения характера внутренних напряжений в предполагаемом месте разрыва с «растяжения» на «сдвиг», в данном клеевом соединении приклеиваемый элемент (преимущественно ортогонально) имеет по краям сквозные отверстия или пропилы, количество клея наносится с избытком, а склеиваемый стык подвергается вакуумному формованию.OPTION 1. Since the gap occurs mainly at the junction of the two glued surfaces, then to increase the area of the glued surface in this place, as well as to partially change the nature of the internal stresses in the supposed place of the gap from “stretching” to “shear”, in this adhesive joint the glued element (mainly orthogonally) has through holes or cuts along the edges, the amount of glue is applied in excess, and the glued joint is subjected to vacuum molding.

Смысл этой технологии в том, что под действием вакуумного формования излишки синтетической смолы входят в отверстия или пропилы ортогонально ориентированного элемента, проходят их насквозь и даже образуют выпуклость с наружной стороны. Таким образом, получаются как бы заклепки или гребни из синтетической смолы, дополнительно скрепляющие склеиваемые поверхности, головки которых и поверхность контакта с ортогональным элементом работают на сдвиг.The meaning of this technology is that, under the action of vacuum molding, excess synthetic resin enters the holes or cuts of an orthogonally oriented element, passes through them and even forms a bulge from the outside. Thus, rivets or ridges made of synthetic resin are obtained, additionally fastening the glued surfaces, the heads of which and the contact surface with the orthogonal element work in shear.

Ослабление конструкции ортогонального элемента при этом минимально, так как отверстия или пропилы заполняются затвердевшей синтетической смолой, и весь элемент работает почти как одно целое.The weakening of the construction of the orthogonal element is minimal, since the holes or cuts are filled with hardened synthetic resin, and the whole element works almost as a whole.

Для увеличения прочности этих заклепок или гребней применены обычные в технике меры: отверстия и пропилы имеют с внутренней и/или с наружной стороны фаски. Нижняя (на фиг.2) фаска ликвидирует концентрацию внутренних напряжений в месте соединения «заклепки» или гребня с пластинчатым элементом, а верхняя образует как бы шляпку и также способствует ликвидации концентрации напряжений.To increase the strength of these rivets or ridges, the usual measures are used in the technique: holes and cuts have chamfers on the inside and / or outside. The lower (in figure 2) chamfer eliminates the concentration of internal stresses at the junction of the "rivet" or ridge with the plate element, and the upper forms a kind of hat and also helps to eliminate stress concentration.

ВАРИАНТ 2. Начавшееся под действием внешних факторов разрушение или дефект склейки являются концентраторами внутренних напряжений в клеевом соединении. Поэтому технология по этому варианту отличаются тем, что обе контактирующие кромки приклеиваемого элемента имеют зигзагообразную форму.OPTION 2. Destruction or gluing defect that began under the influence of external factors are concentrators of internal stresses in the adhesive joint. Therefore, the technology of this embodiment is characterized in that both contacting edges of the glued element have a zigzag shape.

При этом длина линии клеевого стыка двух поверхностей увеличивается и приобретает местные усиления, которые будут являться препятствием для распространения лавинообразного разрушения. В дальнейшем такое повреждение легче ремонтируется.At the same time, the length of the line of the glue joint of two surfaces increases and acquires local reinforcements, which will be an obstacle to the spread of avalanche-like destruction. In the future, such damage is easier to repair.

Обе указанные технологии можно применять и вместе. Например, зигзагообразная кромка может иметь на своих выступах сквозные отверстия, которые при склейке образуют упомянутые заклепки.Both of these technologies can be used together. For example, the zigzag edge may have through holes on its protrusions, which, when glued, form the said rivets.

На прилагаемых эскизах показаны: на фиг.1 - часть двутаврового композитного лонжерона 1 крыла композитного самолета с пропилами 2 (диметрия).The accompanying sketches show: in Fig. 1, a part of an I-beam composite spar 1 of a wing of a composite airplane with cuts 2 (dimetry).

На фиг.2 показан разрез по пропилу 2, заполненному затвердевшей синтетической смолой. Виден образовавшийся гребень 3 из затвердевшей смолы с небольшой шляпкой.Figure 2 shows a section through a cut 2 filled with hardened synthetic resin. Visible crest 3 of hardened resin with a small hat.

На фиг.3 показана одна кромка двутаврового композитного лонжерона крыла композитного самолета с зигзагообразной кромкой 4 и отверстиями 5 в выступах кромки.Figure 3 shows one edge of the I-beam composite spar of the wing of a composite aircraft with a zigzag edge 4 and holes 5 in the protrusions of the edge.

Работает клеевое соединение по данной технологии так: «заклепки» или гребни из синтетической смолы воспринимают часть усилия разрыва и тем самым повышают общую прочность клеевого соединения. При начавшемся разрыве клеевого соединения разрушение не носит лавинообразный характер, а останавливается на выступах кромки склеивания.An adhesive joint works according to this technology as follows: “rivets” or ridges made of synthetic resin take up part of the breaking force and thereby increase the overall strength of the adhesive joint. When the gap of the adhesive joint has begun, the fracture does not have an avalanche-like character, but stops at the protrusions of the gluing edge.

Claims

1. Технология склейки, отличающаяся тем, что в клеевом соединении приклеиваемый элемент имеет по краям сквозные отверстия или пропилы, количество клея наносится с избытком, а отверстия и пропилы имеют с внутренней и/или с наружной стороны фаски.1. Gluing technology, characterized in that in the glue joint the glued element has through holes or cuts along the edges, the amount of glue is applied in excess, and the holes and cuts have chamfers on the inside and / or outside.

2. Технология склейки, отличающаяся тем, что обе контактирующие кромки приклеиваемого элемента имеют зигзагообразную форму. 2. Gluing technology, characterized in that both contacting edges of the glued element have a zigzag shape.