Конструирование клеевых соединений

В современном самолетостроении клеевые соединения применяются, главным образом, для соединения обшивки с каркасом и в слоистых панелях. В связи с разработкой новых клеев с высокими характеристиками, быстрым увеличением объемов использования композиционных материалов в конструкции самолетов и бесспорными достоинствами объемы использования клеевых соединений неуклонно растут, особенно для самолетов с невысоким сроком службы (истребители, штурмовики и т.п.).

К достоинствам клеевых соединений относятся:

1) Обеспечение герметичности соединения.

2) Отсутствие ослабления деталей отверстиями под болты и заклепки.

3) Как следствие, меньшая концентрация напряжений и в несколько раз большая усталостная прочность соединения.

4) Большинство клеев имеет высокую стойкость к воздействию окружающей среды и служат надежной защитой шва.

5) Высокое качество поверхности соединенных деталей, что особенно важно для обшивок.

6) Отсутствие вредного теплового воздействия. Отверждение большинства клеев происходит при невысокой температуре.

7) Универсальность клеевых соединений: современные клеи позволяют склеивать разнородные материалы любых толщин, что невозможно для сварных и паяных соединений.

8) Использование клеевых соединений в панелях планера самолета значительно дешевле клепаных и болтовых конструкций.

Более широкому применению клеевых соединений препятствуют присущие им недостатки:

1) Клеевая пленка хорошо работает на сдвиг и равномерный отрыв. При неравномерном отрыве (отдире) механические характеристики соединения на порядок хуже.

2) Существенный недостаток клеевых соединений – подверженность старению. Поэтому клеевые соединения используют для конструкций с ограниченным сроком службы.

3) Большинство клеев имеют ограниченную теплостойкость (до 250⁰С). С ростом температуры эксплуатации прочность клея резко падает.

4) Необходимость тщательной пригонки склеиваемых поверхностей. Клеевая пленка проявляет максимальные характеристики при минимальной (до 0,1 мм) и постоянной ее толщине.

5) Процесс отверждения клея происходит при равномерном нагреве и сжатии соединяемых деталей, что накладывает ограничения на форму деталей в зоне соединения и требует специального технологического оборудования.

6) Подтверждение качества соединения возможно лишь при использовании неразрушающих методов контроля.

7) Многие клеи являются токсичными веществами.