Прогнозирование долговечности

Известно, что клеевые соединения со временем изменяются, однако причины, по которым это происходит, неизвестны и также неизвестно и точное время, когда произойдет разрушение.

Проблема точного прогнозирования сроков службы клеевых материалов является одной из наиболее сложных и интересна специалистам самых различных отраслей. Не следует относить проблему обеспечения долговечности только к таким отраслям промышленности, как транспорт, авиация, космонавтика. Проблемы долговечности не менее актуальны в строительстве и во всех отраслях, где используются клеевые материалы. Каждому потребителю продукции целесообразно предвидеть сроки, когда эта продукции выйдет из строя. К показателям, которые позволяют количественно оценить сроки службы изделий, относятся: вероятность безотказной работы и ресурс (срок службы до отказа).

Решение этих задач возможно, если знать предельно допустимые характеристики клеевого соединения для каждой конструкции и учесть скорость изменения свойств клеев в процессе эксплуатации в течение длительного времени. Задача расчета показателей надежности несколько упрощается, если в качестве выходных параметров рассматривать не весь комплекс свойств клеевого соединения, а какой то один из показателей. Тем не менее, даже при таком упрощении задача по-прежнему остается достаточно сложной.

При решении задач по определению долговечности клеевого соединения необходимо знать следующие характеристики клеевого соединения: разброс значений выходного параметра в результате используемой технологии склеивания, определение скорости процессов старения клея в конкретных эксплуатационных условиях и значения предельно допустимых параметров.

Для определения разброса значений выходного параметра требуется:

  • определить, на каких образцах будут проводиться испытания, выбрать марки клея, определить технологию склеивания и определить разброс этих характеристик, связанный с влиянием технологии;
  • составить протокол результатов этих испытаний;
  • обработать результаты испытаний для определения достоверности полученных результатов.

В ходе этого этапа испытаний прогнозируется долговечность клеевого соединения с учетом технологии склеивания и изготавливаются образцы для проведения последующих испытаний, позволяющих оценить скорость старения клея при длительном воздействии эксплуатационных факторов.

Воспроизводимость полученных показателей надежности зависит от точного повторения всех условий эксперимента.

Сроки прогнозирования долговечности зависят от требований к склеиваемым конструкциям. Предполагается, что если известны какие-то долговременные прогнозы по срокам эксплуатации, то их можно распространить и на более длительные периоды. При оценке показателей надежности выделяют два этапа: первый — получение данных, второй — их обработка.

Получение данных. Для оценки долговечности проводятся такие же испытания, как для оценки прочности склеенных конструкций: разрушающие напряжения при сдвиге, отрыве, изгибе, кручении и отслаивании. Используются те же образцы и условия нагружения. Основное отличие заключается в том, что получаемая при таких испытаниях точность (погрешность составляет 20—30%) является очень низкой и приводит к еще большим погрешностям при оценке показателей надежности. Именно по причине большого разброса результатов экспериментальных исследований при оценке показателей надежности достаточно редко используются результаты испытаний на ползучесть. По этой же причине не используют результаты испытаний на усталость. В качестве примера нецелесообразности использования для расчета показателей надежности результатов некоторых испытаний рассмотрим метод определения прочности при использовании клина.

Недостатки в применении метода клина при расчетах показателей надежности. Определяемая при таких испытаниях нагрузка является постоянной. Она вызывает увеличение макротрещины на некоторую длину, что и приводит к разрушению когезионной прочности клеевого соединения. Любое последующее уменьшение сопротивления связано с зарождением новых микротрещин и с дальнейшим увеличением магистральной трещины. Главным преимуществом данного метода испытаний является возможность контролировать эти изменения на одном образце, тогда как при других способах нагружения, если требуется определить новый параметр, необходимо использовать новую партию образцов.

Первый недостаток данного метода — сами условия испытания (специально создается макродефект, который впоследствии, опять же специально, еще более увеличивают), т.е. редко встречаются в реальных условиях эксплуатации клеевых соединений. Второй недостаток — велика вероятность на следующем образце не воспроизвести такую же трещину, что приведет к тому, что и результаты испытаний второго образца будут существенно отличаться от результатов испытания первого.

Различие между результатами различных исследователей, которые занимаются решением вопросов прогнозирования, заключаются в методах проведения ускоренных испытаний и в использовании различных методов обработки результатов экспериментальных исследований. Основное назначение ускоренных испытаний — определить за короткий промежуток времени, каким образом, т.е. с какой скоростью, будут изменяться свойства клеевого соединения при заданных внешних воздействиях. Это сложная задача, поскольку внешние воздействия, как правило, не ограничиваются влиянием какого-то одного фактора.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.