КЛЕЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ УСКОРЕННОГО КЛИМАТИЧЕСКОГО СТАРЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

УДК 678.067.5:620.1 Б01: 10.22227/1997-0935.2021.4.429-437

Клеевое соединение композиционных материалов в условиях ускоренного климатического старения

Г.В. Мартынов, Д.Е. Монастырева, Н.С. Астафьева

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ);

г. Санкт-Петербург, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Пултрузионный стеклопластик можно назвать материалом будущего благодаря его свойствам — высокой прочности, низкому удельному весу, устойчивости к агрессивной среде. Важные аспекты для развития композиционных материалов — методы обработки поверхностей и способы соединения конструктивных элементов. Клеевое соединение зарекомендовало себя, как наиболее эффективное, но остается необходимость проведения исследований его долговечности. Метод ускоренных циклических термовлажностных испытаний позволит определить ожидаемые изменения в прочности клеевого соединения в сжатые сроки.

Материалы и методы. Образцы, представляющие собой три склеенные пластины строительного стеклопластика СППС, обрабатывали в климатической камере и после каждого цикла испытывали на машине ГРМ-1. Один цикл климатических испытаний включал нахождение в камере с повышенной влажностью и температурой с последующим перемещением в камеру холода. Образцы испытывали до скалывания, фиксировали возникающие разрушающие напряжения. Последний цикл соответствовал пяти годам эксплуатации конструкции.

Результаты. Полученные данные были обработаны, характер изменения прочностных характеристик со временем наглядно представлен в графическом виде. С применением аппроксимирующих зависимостей вычислены коэффициенты снижения прочности клеевого соединения через 100 лет. Проведенные испытания образцов показали значительное изменение характеристик соединений со временем. В первые два года эксплуатации ожидается снижение прочности на 25 %. Последняя характерная точка испытаний, соответствующая пяти годам, продемонстрировала падение до 60 % от изначальных характеристик. (¡Т ф

Выводы. Данные результаты следует учитывать на стадии проектирования несущих конструкций, незащищенных от & т контакта с внешней средой. А коэффициенты снижения прочности через 100 лет возможно включить в нормативные к и документы для расчета особо ответственных сооружений. с с

о М

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: клеевое соединение, климатическое старение, стеклопластик, усилие сдвига, эксплуатация, ф п тепловлажностная обработка, разрушающие напряжения, прогнозирование с У

Благодарности. Авторы выражают благодарность анонимным рецензентам данной статьи. ° м

п м

Adhesive compound of composite materials in conditions of accelerated climatic aging

years, showed a drop to 60 % of the initial characteristics. Conclusions. The results should be considered at the de contact with the external environment. The factors of strer documents for the calculation of especially important structures.

< П

y

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Мартынов Г.В., Монастырева Д.Е., Астафьева Н.С. Клеевое соединение композиционных материалов в условиях ускоренного климатического старения // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. Вып. 4. С. 429-437. Р01: о 9 10.22227/1997-0935.2021.4.429-437 Г -

п °

» 3

о ш

СО

со

Gleb V. Martynov, Daria E. Monastyreva, Natalia S. Astafieva £ 6

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU); St. Petersburg, Russian Federation h g

go

ABSTRACT u i

Introduction. Pultruded fiberglass can be called the material of the future due to its properties — high strength, low weight, • )

resistance to aggressive environment. Important aspects for the development of composite materials are surface treatment ^ •

methods and methods of connecting structural elements. Glue compound has proven itself as the most effective, but there o 0

remains a need to conduct studies of its durability. The method of accelerated cyclic thermal tests allows to determine the ex- m g

pected changes in the strength of adhesive bonding in a short time. g 6

Materials and methods. Samples, which are three glued plates of SPPS fiberglass construction, were processed in a climate j, ® chamber and after each cycle they were tested on a GRM-1 machine. One climatic test cycle included being in a chamber . do

with high humidity and temperature and then moving into the cold chamber. The specimens were tested prior to spalling, and s □

the resulting disruptive stresses were recorded. The last test cycle corresponded to five years of operation of the structure. (fl c

Results. The tests of the samples showed a significant change in the characteristics of the compounds over time. In the first g §

two years of operation, a decrease in strength of 25 % is expected. The last characteristic test point, corresponding to five , ,

2 2

Conclusions. The results should be considered at the design stage of supporting structures that are not protected from O O contact with the external environment. The factors of strength reduction after 100 years may be included in the regulatory 1 1

© Г.В. Мартынов, Д.Е. Монастырева, Н.С. Астафьева, 2021

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

KEYWORDS: adhesive bonding, climatic aging, fiberglass, shear force, operation, heat and moisture treatment, destructive stresses, prediction

Acknowledgements: Authors would like to thank the anonymous reviewers of this article.

FOR CITATION: Martynov G.V., Monastyreva D.E., Astafieva N.S. Adhesive compound of composite materials in conditions of accelerated climatic aging. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2021; 16(4):429-437. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.4.429-437 (rus.).

ВВЕДЕНИЕ

Возможности модификации такого материала, как пултрузионный стеклопластик, являются достаточно обширными благодаря особенностям технологии его производства, а также путем изменения угла ориентации волокон [1]. Обработка волокон смолами обеспечивает высокую устойчивость к агрессивным средам и монолитность, стеклянные волокна становятся легкими и прочными, хоть это и не отменяет необходимость уделения особого внимания термостойкости материала [2, 3]. Данный материал применим в любых гражданских и промышленных зданиях, инженерных сооружениях [4]. С конца прошлого века целые мосты возводились без использования классических строительных материалов вследствие низкой стоимости и простоты монтажа о о конструкций из композитов [5-7]. Однако стеклопластик — относительно молодой материал, что не по-^ ^ зволяет на опытных основаниях утверждать о его о з долговечности в масштабах столетий. Для таких от-Е — ветственных инженерных сооружений, как авто- и жена <о лезнодорожные мосты нужен гарант прочности <о ф и устойчивости в долгосрочной перспективе. С целью ^ Е обеспечения подобных показателей на стадии

о проектирования требуются проведение эксперимен-¡5

• тальных исследований по ускоренному старению £ 2 в условиях климатического воздействия и учет соот-^ о ветствующих понижающих коэффициентов по потере ^ прочности со временем [8]. Существует множество § способов соединения конструкций из композицион-^ "о ных материалов. Можно разделить их на две груп-° ® пы — механические и клеевые. Первая группа 2 обладает рядом недостатков ввиду специфики струк-

СП ^

ся Е туры пултрузионного стеклопластика. Например,

^ £= из-за анизотропности и неоднородности материала

£ с; сверление может снизить прочность и даже привести

¿^о к разрушению конструкции. Более рационально при-

о) ^ менение клеевых соединений, обуславливающих

§ равномерную концентрацию напряжений и хорошую ^ изоляцию [9, 10]. Отсутствие больших остаточных

2 £ напряжений и концентраторов напряжений создает

22 такое перераспределение. Группа ученых из Делфт-

* • ского технического университета (Нидерланды), О (А Университетского колледжа Дублина (Ирландия) Е и Университета Саленто (Италия) продемонстриро-| ^ вала увеличение сопротивления сдвигу клеевого со-■Е с единения до 31,7 МПа при кратковременном УФ -Ф ¡5 облучении композитов [11]. Кроме этого, клеевое ш ^ соединение дает возможность склеивания тонкостен-

ных деталей. К недостаткам этого соединения можно отнести необходимость подготовки поверхностей перед склеиванием и невозможность демонтажа соединения. Во многом прочность клеевого соединения зависит от качества контактирующих поверхностей. Множество исследований посвящено различным методам обработки. В ряде экспериментальных работ коллег из Университета Северной Дакоты (США) в качестве оптимального определено шлифование шкуркой [12]. Несмотря на неравномерность и трудоемкость процесса, в результате будет получен рельеф с хорошей адгезионной способностью [13]. Р.В. Хуменюк произвел оценку прочности клеевых соединений, однако влияние климатического старения на изменение прочности таких соединений во времени учтено не было [14]. Учеными из Балтийского федерального университета имени И. Канта произведена оценка разрушения клеевых соединений под действием окружающей среды, но авторы сконцентрировали внимание на механике образования трещины без каких-либо долгосрочных прогнозных данных [15]. В издании «Новости материаловедения» были опубликованы результаты исследований работоспособности клеевых соединений в условиях, близких к прибрежным условиям Арктики [16]. Хотя клеевое соединение имеет сложную химическую природу, оно оказалось универсальным и применимым даже в экстремальных условиях. Тем не менее особенность проводимых ранее исследований — их полевой и не долгосрочный характер. Испытания осуществлялись на исследовательских северных станциях в течение пяти лет — такой подход невозможно реализовать для всех необходимых видов композитов и, к сожалению, он не дает гарантий сохранения свойств на более длительном промежутке времени. Алжирскими учеными из Университета Амар Телиджи (Лагуат) замечено, что механические свойства стеклопластика сильно зависят от термического старения, однако в контексте клеевого соединения материал рассмотрен не был [17]. Негативное влияние атмосферной влажности и холодных климатических условий на характеристики стеклопластика изучено в работах [18, 19], что вызывает необходимость испытаний соединений из этого материала и прогнозирования их работоспособности для успешного применения в долгосрочной перспективе.

Таким образом, большое количество научных исследований посвящено климатическому старению стеклопластика как материала и прочности клеевых соединений, их практическому применению без уче-

Клеевое соединение композиционных материалов в условиях ускоренного климатического старения

та климатических факторов. Это подтверждается наличием научных статей, монографий, исследовательских работ и учебных пособий, затрагивающих прочность соединения как обязательный аспект проектирования и технологии выполнения клеевых соединений, в то время как сфера климатических испытаний остается малоизученной. Циклически выполненные испытания позволят достичь наиболее приближенного к реальности результата расчета прочности клеевых соединений. Исходя из них можно получить коэффициенты снижения прочности, которые впоследствии дадут возможность увеличить точность расчетных значений. Предполагается наибольшее снижение разрушающих напряжений в первые годы эксплуатации. Изменение снижения прочности во времени позволит оценить эффективность использования данного решения.

Цель данной статьи заключается в выявлении эффективности применения клеевых соединений композитных материалов с точки зрения изменения прочностных свойств материала во времени.

В рамках поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Проведение климатических испытаний образцов из стеклопластика профильного пултрузион-ного строительного (СППС).

2. Осуществление испытаний образцов из СППС на сдвиг.

3. Исходя из полученных данных, вычисление коэффициентов снижения прочности.

4. Проведение сравнительного анализа полученных результатов и формулировка выводов об эффективности применения клеевых соединений в долгосрочной перспективе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Определение прочности клеевого соединения образцов из композиционного материала СППС проводилось в НИИ мостов согласно российскому государственному стандарту ГОСТ 15613.1-84. В качестве материалов для исследований были приняты пластины СППС-340 и клей Sikadur-330. Конструкция и форма образцов для определения прочности клеевого соединения показаны на рис. 1 и 2.

Испытания на климатическое старение выполняют циклически по режиму, разработанному в соответствии с требованиями ГОСТ 9.707-81, метод 2. Режим одного цикла ускоренных испытаний, имитирующих воздействие положительной температуры и влажности воздуха, отрицательной температуры и перепадов температуры, приведен в табл. 1. Продолжительность одного цикла испытаний, имитирующих один год эксплуатации изделия, составляет 216 ч. Изменение температурного воздействия за один цикл показано на рис. 3. Климатические испытания выполняют следующим образом: образцы помещают в камеру тепла и влаги и выдерживают

при температуре +60 °С и влажности (75±3) % в течение 208 ч, затем из камеры тепла и влаги образцы переносят в камеру холода.

Дальнейшие испытания образцов производились на испытательной машине ГРМ-1 (рис. 4). Образец из композиционного материала доводился до разрушения клеевого соединения.

Стойкость клеевого соединения конструкционного стеклопластика СППС на старение при воздействии климатических факторов оценивалась по напряжениям скалывания.

Предел прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон определялся по формуле:

Р

т ск = ^, (1)

где Рс — разрушающая нагрузка, Н; Ь — ширина площади скалывания, Ь = 75 мм; l — длина площади скалывания, l = 75 мм.

Рис. 1. Образцы для определения прочности клеевого соединения

Fig. 1. Samples to determine the strength of adhesive bonding

< П

tT

iH О Г

0 w

t CO

1 z y i

J CD

U -

> i

n °

» 3

0 Ш

01

о n

CO CO

n NJ >6

• ) f

®

e>

Рис. 2. Схема приложения нагрузки при испытании образцов

Fig. 2. Load application scheme for testing samples

№ он ■ т

(я У

с о ® Ж

,,

2 2 о о 2 2

Табл. 1. Режим одного цикла ускоренных испытаний Table 1. Single cycle accelerated test mode

Имитирующее воздействие Imitating impact Продолжительно сть воздействия, ч Duration impact, h Относительная влажность воздуха, % Relative humidity, % Температура, °С Оборудование

Temperature, °С Equipment

Воздействие положительной 206 85±3 +60 Камера тепла

температуры и влажности +20 и влаги

воздуха Heat and moisture

Impact positive temperature chamber

and humidity

Воздействие отрицательной 6 Не регламентируется -60 Камера тепла

температуры Not regulated и холода

Negative temperature effect Chamber of heat and cold

Воздействие перепадов 2+2 Не регламентируется От -60 до +60 Камера тепла

температуры Not regulated From -60 to +60 и холода

Impact of temperature drops Chamber of heat and cold

N N

о о

N N

¡г (u

U 3 > (Л С И

U (O «S щ

Ü!

<D (U

О ё

(Л (П

£ w ■8

El

О И №

Рис. 3. График изменения температурного воздействия за один цикл Fig. 3. The graph of temperature changes for 1 cycle

w w

E о

CL °

^ с

Ю °

s g

о EE

a> ^

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полученные значения напряжения прочности клеевого соединения СППС при скалывании вдоль волокон до климатических испытаний и после каждого цикла испытаний приведены в табл. 2 и на рис. 5. На рис. 6 представлен вид разрушенных образцов до и после климатических испытаний соответственно.

Согласно рекомендациям п. 2.6.1 ГОСТ 9.707-81 [2] экспериментальные точки обработаны методом наименьших квадратов с использованием полинома второго порядка (приложение 6 ГОСТ 9.707-81 [2]):

Рис. 4. Испытание образца в машине ГРМ-1 Fig. 4. Sample test in the machine GRM-1

T(t) = A +

B

C

(t +1) (t +1)2

(2)

Клеевое соединение композиционных материалов _

в условиях ускоренного климатического старения

где A, B, C — определяемые по экспериментальным данным константы; t — время; т(0 — контролируемый параметр.

На рис. 7 показаны значения всех экспериментально полученных параметров (отмечены индексом «эксп.») и аппроксимирующие с помощью зависимости (7.2) кривые («ап.»). Значения констант в формуле (2) приведены в табл. 3.

При помощи полученных констант и аппроксимирующей зависимости были вычислены значения контролируемых параметров через 100 лет. Соответствующие коэффициенты снижения прочности занесены в табл. 3. Полученные коэффициенты могут

применяться при соответствующих проектных решениях в проектировании сооружений, в частности мостов. Кроме того, эти результаты можно использовать для сооружений различного уровня ответственности, поскольку прогнозные данные изменения характеристик материалов напрямую влияют на долговечность конструкции. Следует отметить, что применяемая методика, реализующая цикл тер-мовлажностного старения, является избыточно консервативной (в запас) в силу следующих факторов. Использованная аппроксимирующая зависимость (2) характеризуется резким снижением на начальном этапе с переходом к более пологому участку (рис. 7).

Табл. 2. Результаты испытаний клеевых соединений Table 2. The test results of adhesive joints

Число циклов Number of cycles Параметр Parameter Разрушающие напряжения клеевого соединения тв, МПа Breaking stress of adhesive bonding, Tv, MPa Жесткость сдвига клеевого шва G/n, МПа/мм Stiffness of the glue line G/n, MPa/mm Абсолютная предельная деформация клеевого шва Тв ■ Пют мм Absolute limiting deformation of glue line Yv ■ ngl, mm Работа разрушения клеевого шва A-Vcm ■ nкл, Дж/см3 Work destruction glue seam A-Vcm ^ ngl, J/sm3

0 Среднее значение Average value 28,3 159 > 0,280 > 4,76

1 Среднее значение Average value 26,3 163 > 0,264 > 4,51

2 Среднее значение Average value 23,8 139 > 0,315 > 3,84

3 Среднее значение Average value 18,8 138 > 0,300 > 2,23

4 Среднее значение Average value 16,6 136 > 0,171 > 1,72

5 Среднее значение Average value 17,1 128 > 0,187 > 1,92

< П

tT

iH

О Г s 2

0 м t со

1 » y i

J CD

U -

> I

n °

» 3

о »

oî

о n

20 IS l(i 14 12

1(1 «

G 4 2 0

Количество циклом щшшпчкш лспьдонлв N wribcr ofclitnaii lesi су cits

Рис. 5. Изменение прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон Fig. 5. The change in adhesive strength when splitting along the fibers

5 5

I 3

y s

л

S*

0 i : ! 3 4 5

CO CO

l\J CO

о

»6 >6 о о

0)

о

c n

• ) [1

®

e>

№ do

■ T

s У

с о

® Ж

, ,

m 2

о о

10 10

В настоящее время получены показатели для начального и переходного участков, а увеличение количества съемов приведет к добавлению точек на пологом участке. При этом возможно сделать более оптимистический прогноз исследуемых параметров. Кроме того, для полученных сведений характерно отличие значений для первых двух съемов по сравнению с последующими. Эта особенность была отмечена и при обработке аналогичных данных для болтовых соединений. Возможно, данный факт связан с различием условий ста-

рения или хранения образцов. Говоря о других факторах, влияющих на старение материалов, например, УФ-излучение, группа ученых из Якутска и Барнаула [20], показала, что оно приводит к разрушению и микротрещинам на поверхности композиционных материалов даже в холодном климате. Такие результаты доказывают необходимость дальнейшего расширения и систематизации экспериментальных сведений о свойствах соединений полимерных композиционных материалов в различных климатических условиях.

N N О О N N

К (V U 3 > (Л

с и

to со

<0 ф

I!

Ф О)

о ё

Рис. 6. Вид разрушения образцов: а — в исходном состоянии; b — после пяти циклов старения Fig. 6. Type of destruction of samples: a — in the initial state; b — after five cycles of aging

Относительное значение

Reiaiiu- value

1.40 Ut> 1.00

со "

со E

— -b^

E §

£ ° ^ с

ю °

s 1

о EE

a> ^

z £ £

CO °

■8 r

El

О (Я

0.80 0.60 0,40 0.20 0.00

■ " 4 *

—■—___ ,

* --—

■ -

0 12 3 6

ВрСЧН. I Ulbl

Time, years

* Предел прочности (эксп.) Sirengih limil, e*p,

* Жесткость СД0НШ (5ксп.) Softness shin, екр. ПрелеЛьнлЯ лефирмашт (экеп.) UJlim&te delbrmaiior, exp.

■ Энергия (эксп.) Energy, exp.

■— Предел прочности (an.) sirer^th limit. upr.

— Жесткость сдвига (ал.) SntVness shift. лрг

] 1 fk,mlviihHiia деформация (ал.) 1 rUImntc deibrmation. opr.

— Энергия (an.) Energy, exp.

Рис. 7. Относительное снижение исходных значений параметров прочности при климатическом воздействии Fig. 7. The relative decrease in the initial values of the parameters of the shear strength under climatic effects

Клеевое соединение композиционных материалов _

в условиях ускоренного климатического старения

Табл. 3. Значения констант в формуле (2) х(Г), коэффициент снижения прочности за 100 лет Table 3. The values of the constants in the formula (2) x(t), coefficient of strength reduction for 100 years

Выборка Sample Константы в формуле (2), T(t) Constants in the formula (2), x(t) Коэффициент снижения прочности за 100 лет Coefficient strength reduction for 100 years

A B C

Разрушающие напряжения клеевого соединения тв, МПа Breaking stress of adhesive bonding Tv, MPa 0,287 1,920 -1,210 3,27

Жесткость сдвига клеевого шва G/n, МПа/мм Stiffness of the glue line G/n, MPa/mm 0,659 1,000 -0,660 < 1,49

Абсолютная предельная деформация клеевого шва Тв ■ ПЮт мм Absolute ultimate deformation of glue line Yv ■ ngl, mm 0,406 2,220 -1,640 < 2,33

Работа разрушения клеевого шва Ау^ ■ пкл, Дж/см3 Work destruction glue seam, Ау^ ■ ngl, J/sm3 -0,165 3,378 -2,210 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

По итогам испытаний склеенных образцов из СППС на скалывание в ходе пяти циклов климатических испытаний установлены зависимости основных прочностных характеристик от времени эксплуатации. Отметим наиболее существенные результаты:

• получена количественная оценка предполагаемого снижения разрушающих напряжений: разрушающие напряжения клеевого соединения значительно снижаются в течение первых двух лет эксплуатации (25 %), что необходимо учитывать при

конструировании соответствующих несущих соединений;

• последний климатический цикл, соответствующий пяти годам эксплуатации, привел к снижению прочности образцов до 60 % от изначальной;

• аппроксимацией были вычислены коэффициенты снижения прочности клеевых соединений через 100 лет использования. Возможно применение полученных показателей при проектировании сооружений повышенной ответственности и включение в соответствующие нормативные документы, в том числе в СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы».

< п

tT

iH

О Г s 2

ЛИТЕРАТУРА

1. ДементьеваЛ.А., КуцевичК.Е., ЛукинаН.Ф., Петрова А.П. Использование клеевых связующих для получения полимерных композиционных материалов // Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. № 2 (20). С. 3.

2. Startsev V.O., Molokov M.V., Blaznov A.N., ZhurkovskiiM.E., Erofeev V.T., SmirnovI.V. Determination of the heat resistance of polymer construction materials by the dynamic mechanical method // Polymer Science, Series D. 2017. Vol. 10. No. 4. Pp. 313-317. DOI: 10.1134/S1995421217040141

3. Попов В.М., Никонов А.П., Остроушко М.Н. К созданию клеевых соединений с клеевыми прослойками повышенной теплопроводности // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2016. Т. 4. № 5-4 (25-4). С. 111-115.

4. Куцевич К.Е., Дементьева Л.А., Лукина Н. Ф. Свойства и назначение полимерных композиционных материалов на основе клеевых препрегов // Труды ВИАМ. 2016. № 8 (44). С. 52-59. DOI: 10.18577/23076046-2016-0-8-7-7

5. Danilov A. CFRP reinforcement adhesive joint performance on the transversely damaged steel elements under axial tension // MATEC Web of Conferences.

2017. Vol. 117. P. 00033. DOI: 10.1051/matecco-nf/201711700033

6. Matter M.T., Starsich F., Galli M., Hilber M., SchlegelA.A., Bertazzo S. et al. Developing a tissue glue by engineering the adhesive and hemostatic properties of metal oxide nanoparticles // Nanoscale. 2017. Vol. 9. No. 24. Pp. 8418-8426. DOI: 10.1039/c7nr01176h

7. Wang H., Hao X., Hua L., Zhou H. Study on ultrasonic vibration assisted carbon fiber reinforced plastics adhesion // Huazhong Keji Daxue Xuebao. 2016. No. 5. Pp. 127-132.

8. Ли Р.И., Мироненко А.В. Деформационно -прочностные свойства клеевых соединений, выполненных перспективной полимер-полимерной композицией // Информационные технологии и инновации на транспорте : мат. 2-й Междунар. науч.-практ. конф. Орел, 2016. С. 265-269

9. Федоров В. С., Копаница Д.Г., Клопотов А.А., Абазаев Ю.А., Устинов А.М., Данильсон А.И. и др. Экспериментальные исследования упругопластиче-ской деформации клеевых соединений методом корреляции цифровых изображений // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 2 (61). С. 79-97.

о

t СО

l »

y 1

J со

u -

r i

П о

» 3 о

о n

со со

n M

» 6 >6

• ) [i

<d

0>

№ do ■

s □

s у

с о

<d x

m m

о о

10 10

сч N о о сч N

К 01 U 3

> (Л

с и

m со

<0 щ

i!

<D О)

о %

(Л (Л

10. Karabinesh S.S., Annenkov O.V. The strength property of welding, glue and gluewelding joints under different types of loading // Scientific papers SWorld. 2016. DOI: 10.21893/2410-6720-2016-44-1-028

11. Quan D., Alderliesten R., Dransfeld C., Tsako-niatisI., DeFreitasS.T., Scarselli G. et al. Significantly enhanced structural integrity of adhesively bonded PPS and PEEK composite joints by rapidly UV-irradi-ating the substrates // Composites Science and Technology. 2020. Vol. 199. P. 108358. DOI: 10.1016/j.comp-scitech.2020.108358

12. Zhang D., Huang Y. Influence of surface roughness and bondline thickness on the bonding performance of epoxy adhesive joints on mild steel substrates // Progress in Organic Coatings. 2021. Vol. 153. P. 106135. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2021.106135

13. Tsverava V.G., Nepovinnykh V.I., Rusin M.Y. Fractography features of fracture surfaces of glued joints made using an elastic adhesive // Polymer Science, Series D. 2018; Vol. 11. No. 3. Pp. 256-262. DOI: 10.1134/ S199542121803019X

14. HumenyukR.V. Assessment of strength glued joints on a mixture of basalt fiber epoxy resin edp // Scientific Notes. 2015. Vol. 51. Pp. 52-54.

15. Muru G.N., Koryagin S.I., Byilov S.V., Velikhanov N.I., Sharkov O.V. Research technique for subcritical crack extension in adhesive joints //

Поступила в редакцию 03 февраля 2019 г. Принята в доработанном виде 23 апреля 2021 г. Одобрена для публикации 23 апреля 2021 г.

Об авторах: Глеб Вадимович Мартынов — студент; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ); 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29; БРШ-код: 50460475, ОЯСГО: 0000-0002-2179-8811; martynovgleb@rambler.ru;

Дарья Евгеньевна Монастырева — студент; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ); 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29; БРМ-код: 3376-624902; dm12@rambler.ru;

Наталья Серафимовна Астафьева — кандидат технических наук, доцент; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ); 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29; БРШ-код: 6806-1076, ОЯСГО: 0000-0003-0386-1781; natalia.astafeva@inbox.ru.

International Research Journal. 2017. No. 2-3 (56). Pp. 124-128. DOI: 10.23670/IRJ.2017.56.068

16. Петрова А.П., Лукина Н.Ф., Шарова И.А., Куцевич К.Е., Бузник В.М. Работоспособность клеев и материалов на их основе в условиях, близких к прибрежным условиям Арктики // Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. № 2 (20). С. 1.

17. Belaid S., Chabira S.F., Balland P., Sebaa M., Belhouideg S. Thermal aging effect on the mechanical properties of polyester fiberglass composites // Journal of Materials and Environmental Science. 2015. Vol. 6. No. 9. Pp. 2795-2803.

18. Startsev O.V., Kychkin A.K., Lebedev M.P., Polyakov V.V. Effects of moisture on aging of polymer composite materials in a cold climate // Procedia Structural Integrity. 2020. Vol. 30. Pp. 162-166. DOI: 10.1016/j.prostr.2020.12.025

19. Lebedev M.P., Startsev O.V., Kychkin A.K., Polyakov V.V. Effects of cold climates on polymer composite material properties // Procedia Structural Integrity. 2020. Vol. 30. Pp. 76-81. DOI: 10.1016/j. prostr.2020.12.013

20. Kychkin A.K., Startsev O.V., Lebedev M.P., Polyakov V.V. Effect of solar radiation and synergism of the effect of UV radiation, temperature and moisture on the distraction of polymer composite materials in a cold climate // Procedia Structural Integrity. 2020. Vol. 30. Pp. 71-75. DOI: 10.1016/j.prostr.2020.12.012

E о

£ ° с

ю °

S g

о ЕЕ

СП ^

т- ^

(Л

(л

г

S!

О И

REFERENCES

1. Dementeva L.A., Kutsevich K.E., Lukina N.F., Petrova A.P. The use of adhesive binders for production of polymeric composite materials. Material Science and Technology News. 2016; 2(20):3. (rus.).

2. Startsev V.O., Molokov M.V, Blaznov A.N., Zhurkovskii M.E., Erofeev V.T., Smirnov I.V. Determination of the heat resistance of polymer construction materials by the dynamic mechanical method. Polymer Science, Series D. 2017; 10(4):313-317. DOI: 10.1134/ S1995421217040141

3. Popov V.M., Nikonov A.P., Ostroushko M.N. To the creation of adhesive joints with adhesive layers of increased thermal conductivity. Actual Directions of Scientific Research of the XXI Century: Theory and Practice. 2016; 4(5-4):(25-4):111-115. (rus.).

4. Kutsevich K.E., Dementyeva L.A., Lukina N.F. Properties and application of polymer composite materials based on glue prepregs. VIAMProceedings. 2016; 8(44):52-59. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-8-7-7 (rus.).

Клеевое соединение композиционных материалов в условиях ускоренного климатического старения

5. Danilov A. CFRP reinforcement adhesive joint performance on the transversely damaged steel elements under axial tension.MATEC Web of Conferences. 2017; 117:00033. DOI: 10.1051/matecconf/201711700033

6. Matter M.T., Starsich F., Galli M., Hilber M., Schlegel A.A., Bertazzo S. et al. Developing a tissue glue by engineering the adhesive and hemostatic properties of metal oxide nanoparticles. Nanoscale. 2017; 9(24):8418-8426. DOI: 10.1039/c7nr01176h

7. Wang H., Hao X., Hua L., Zhou H. Study on ultrasonic vibration assisted carbon fiber reinforced plastics adhesion. Huazhong Keji Daxue Xuebao. 2016; 5:127-132.

8. Li R.I., Mironenko A.V. Deformation-strength properties of adhesive joints made by a promising polymer-polymer composition. Information technologies and innovations in transport: materials of the 2nd International Scientific and Practical Conference. Orel, 2016; 265-269. (rus.).

9. Fedorov V.S., Kopanitsa D.G., Klopotov A.A., Abzaev Y.A., Ustinov A.M., Danil'son A.I. et al. Digital image correlation of elasto-plastic deformation of adhesive bonding. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta. Journal of Construction and Architecture. 2017; 2:79-97. (rus.).

10. Karabinesh S.S., Annenkov O.V. The strength property of welding, glue and gluewelding joints under different types of loading. Scientific papers SWorld. 2016. DOI: 10.21893/2410-6720-2016-44-1-028

11. Quan D., Alderliesten R., Dransfeld C., Tsako-niatis I., De Freitas S.T., Scarselli G. et al. Significantly enhanced structural integrity of adhesively bonded PPS and PEEK composite joints by rapidly UV-irradi-ating the substrates. Composites Science and Technology. 2020; 199:108358. DOI: 10.1016/j.compsci-tech.2020.108358

12. Zhang D., Huang Y. Influence of surface roughness and bondline thickness on the bonding performance of epoxy adhesive joints on mild steel sub-

strates. Progress in Organic Coatings. 2021; 153:106135. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2021.106135

13. Tsverava V.G., Nepovinnykh V.I., Rusin M.Y. Fractography features of fracture surfaces of glued joints made using an elastic adhesive. Polymer Science, Series D. 2018; 11(3):256-262. DOI: 10.1134/ S199542121803019X

14. Humenyuk R.V. Assessment of strength glued joints on a mixture of basalt fiber epoxy resin edp. Scientific Notes. 2015; 51:52-54.

15. Muru G.N., Koryagin S.I., Byilov S.V., Ve-likhanov N.I., Sharkov O.V. Research technique for subcritical crack extension in adhesive joints. International Research Journal. 2017; 2-3(56):124-128. DOI: 10.23670/IRJ.2017.56.068

16. Petrova A.P., Lukina N.F., Sharova I.A., Kut-sevich K.E., Buznik V.M. Operability of glues and materials on their basisin the conditions close to conditions of the arctic. Materials science news. Science and technology. 2016; 2:1. (rus.).

17. Belaid S., Chabira S.F., Balland P., Sebaa M., Belhouideg S. Thermal aging effect on the mechanical properties of polyester fiberglass composites. Journal of Materials and Environmental Science. 2015; 6(9):2795-2803.

18. Startsev O.V., Kychkin A.K., Lebedev M.P., Polyakov V.V. Effects of moisture on aging of polymer composite materials in a cold climate. Procedia Struc-turalIntegrity. 2020; 30:162-166. DOI: 10.1016/j.pros-tr.2020.12.025

19. Lebedev M.P., Startsev O.V., Kychkin A.K., Polyakov V.V. Effects of cold climates on polymer composite material properties. Procedia Structural Integrity. 2020; 30:76-81. DOI: 10.1016/j.prostr.2020.12.013

20. Kychkin A.K., Startsev O.V., Lebedev M.P., Polyakov V.V. Effect of solar radiation and synergism of the effect of UV radiation, temperature and moisture on the distraction of polymer composite materials in a cold climate. Procedia Structural Integrity. 2020; 30:71-75. DOI: 10.1016/j.prostr.2020.12.012

Received February 03, 2019.

Adopted in revised form on April 23, 2021.

Approved for publication on April 23, 2021.

B i o n o t e s : Gleb V. Martynov — student; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU);

29 Polytechnicheskaya st., St. Petersburg, 195251, Russian Federation; SPIN-code: 5046-0475, ORCID: 0000-00022179-8811; martynovgleb@rambler.ru;

Daria E. Monastyreva — student; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU); 29 Polytechnicheskaya st., St. Petersburg, 195251, Russian Federation; SPIN-code: 3376-624902; 02dm12@rambler.ru;

Natalia S. Astafieva — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU); 29 Polytechnicheskaya st., St. Petersburg, 195251, Russian Federation; SPIN-code: 6806-1076, ORCID: 0000-0003-0386-1781; natalia.astafeva@inbox.ru.

< П

tT

iH

О Г s 2

0 м

t СО

1 i y i J со

U -

r I

n °

i 3

о i

oî

о n

СО СО

n M

i 6 >6

• ) f

(d

0>

№ do

■ £

s □

s У

с о

(d *

m m

о о

10 10