Таблица II. 10

Изменение прочности при сдвиге (в %) клеевых соединений на различных клеях после выдержки в течение 3—7 лет в районе с нормальным холодным климатом

ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ

В процессе эксплуатации клеевые соединения подвергаются длительному действию различных статических и динамических нагрузок и внутренних напряжений. При этом в силу кинетической Природы прочности [26, 27] несущая способность клеевых соединений неизбежно будет меньше кратковременной прочности, причем степень этого уменьшения тем больше, чем длительнее действует нагрузка. Прочность — это первое предельное состояние, по которому должна рассчитываться конструкция. Вторым предельным состоянием, которое учитывается при расчете, является деформативность. Под действием постоянной нагрузки деформативность клеевого соединения возрастает и может достигнуть величины, не допускаемой по соображениям безопасной работы конструкции.

(II. 3)

Роль релаксационных процессов в клеевых соединениях особенно возрастает при длительном действии нагрузки. Перераспределение напряжений в результате релаксации может приводить к появлению изломов на кривой зависимости в координатах lgx — а. Отклонение этой зависимости от линейной в области малых значений т тем меньше, чем более эластичен клей [9]. Изломы на рассматриваемой зависимости наблюдаются также при повышении температуры, что подтверждает их единый механизм. Если под нагрузкой испытываются соединения без концентрации напряжений (сдвиг при кручении), то излома на графике зависимости lgx— а не наблюдается [29].

Долговечность соединений часто определяется не природой клея или адгезией, & склеиваемыми материалами, поскольку при действии постоянной нагрузки разрушение происходит по этим материалам. Это характерно для клеевых соединений асбестоцемента на эпоксидных клеях, древесины на фенольных и резорциновых клеях, металлов с большинством пенопластов: В то же время по мере увеличения продолжительности действия постоянной нагрузки вероятность разрушения по границе раздела клей — склеиваемый материал возрастает. По-видимому, это объясняется тем, что при действии нагрузки напряжения концен-трируются в зоне действия адгезионных связей на границе раздела материалов, различающихся модулями упругости, коэффициентами линейного расширения и другими характеристиками.

Приблизительно такое же значение имеет длительная когезионная прочность эпоксидов. Вообще следует отметить, что при одинаковом напряженном состоянии и соблюдении технологии изготовления клеевых соединений К_дл клея должен примерно соответствовать Кдл клеевых соединений. Однако поскольку в клеевых соединениях, работающих под нагрузкой, могут возникать остаточные, термические и другие напряжения, то в большинстве случаев К_Дл клеевых соединений ниже, чем К_дл клея или склеиваемых материалов.

В табл. II. 11—II. 14 приведены данные о~влиянии длительной статической и динамической нагрузки на соединения алюминиевого сплава и стали на различных клеях.