CC BY
6УДК 678
Хабсихов А.Ж.
магистрант технического факультета Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина (Казахстан, г. Нур-Султан)
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПОЗИТНОГО РЕМОНТНОГО БАНДАЖА С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Аннотация: из результатов экспериментов по изучению напряженно -деформированного состояния намоточных колец с помощью тензодатчиков известно, что после намотки волокна, пропитанного связующим горячего типа, намоточная конструкция долго сохраняет остаточные напряжения при комнатной температуре. Дальнейшая термообработка конструкции приводит к тому, что остаточные сжимающие напряжения в соединении практически полностью исчезают по ее окончании. При использовании связующего холодного типа процесс отверждения происходит при комнатных температурах, и по окончании изготовления соединения в нем также наблюдается падение напряжений.
Ключевые слова: бандаж композитный, намоточные кольца, силовая намотка, композитные кольца, радиальные напряжения.
Из результатов экспериментов по изучению напряженно - деформированного состояния намоточных колец с помощью тензодатчиков известно, что после намотки волокна, пропитанного связующим горячего типа, намоточная конструкция долго сохраняет остаточные напряжения при комнатной температуре. Дальнейшая термообработка конструкции приводит к тому, что остаточные сжимающие напряжения в соединении практически полностью исчезают по ее окончании. При использовании связующего холодного типа процесс отверждения происходит при комнатных температурах, и по окончании изготовления соединения в нем также наблюдается падение напряжений.
В связи с этим, для разработки методов ремонта элементов выхлопных систем дорожно - строительных машин следует рассмотреть модельную задачу об отверждении (полимеризации) при комнатной температуре (в случае низкотемпературной технологии) и охлаждении изделия из анизотропного однонаправленного композитного кольца на металлической оправке от температуры полимеризации до комнатной (в случае высокотемпературной технологии). При решении данной задачи будем предполагать, что кольцо к началу процесса охлаждения полностью отвердилось и является упругим телом. Отправку, на которой сформировано анизотропное кольцо, также считаем упругой. В силу осевой симметрии композитного кольца и оправки будем решать осесимметричную температурную задачу. Поле температур при охлаждении изделия будем считать однородным, то есть будем предполагать, что отверждение формируемого композитного кольца также однородно. Для удобства решения такого типа задачи выбрана полярная система координат.
При охлаждении в анизотропном кольце возникают остаточные напряжения в отличие от изотропной цилиндрической отправки. Наибольшую опасность представляет собой радиальные напряжения, которые являются растягивающими, они существенно снижают прочность изделия по отношению к нагрузкам, вызывающим межслойные касательные напряжения, и отрывным нагрузкам.
Использование силовой намотки позволяет получать сжимающие радиальные напряжения, и тогда возможно распределение напряжений, снижающих риск возникновения кольцевых трещин. Однако ее эффективность обратно пропорциональна радиусу оправки и поэтому быстро падает с его увеличением.
При ремонте намоткой бандажа на дефектную цилиндрическую поверхность элемента выхлопной системы дорожно-строительных машин важно, чтобы в процессе эксплуатации восстановленных деталей существовал гарантированный натяг, обеспечивающий в первую очередь герметичность полученной
конструкции. Для определения условий получения натяга и его численной оценки следует рассмотреть задачу об охлаждении анизотропного кольца на металлической оправке. Внешний радиус кольца и внутренний радиус оправки остаются ненагруженными в течение всего процесса охлаждения, граница кольца с оправкой характеризуется совместным перемещением последних и их взаимным противодействием в радиальном направлении.
Значение сжимающих остаточных напряжений, созданных на этапе намотки, будет снижено в процессе полимеризации и охлаждения изделия действующими на этих этапах растягивающими напряжениями. Эти напряжения обусловлены температурными и химическими усадками. Абсолютное их значение растет с увеличением толщины композитного кольца. Однако растягивающие радиальные напряжения могут уменьшить прочность соединения кольца и оправки по отношению к сдвигу их относительно друг друга вдоль оси симметрии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Баурова Н.И. Имитация эксплуатационных циклов, характеризующих термическую усталость материалов / Н.И. Баурова, А.Ю. Сергеев // Энциклопедия инженера-химика. -2013.-№8.- С. 31-35.
Гвоздев А.А. Технология повышения долговечности узлов трения при ремонте сельскохозяйственной техники с использованием модифицированных полимерных композиций. / Гвоздев Александр Анатольевич.- М., 2010. - 377 С. Горбаткина Ю.А. Адгезия дисперсно-наполненных эпоксидов к твердым телам / Ю.А. Горбаткина, В.Г. Иванова-Мумжиева // Механика композитных материалов.- 2012.-Т.48.-№2.-С.235-248.
Напряжения, возникающие в процессе отверждения композита, намотанного на цилиндрическую поверхность элемента выхлопной системы / А.Ю. Сергеев, Р.А.
Турусов, Н.И. Баурова, А.М. Куперман // Механика композитных материалов.-2015.-Т51,№3.-С. 1-16.
Khabsikhov A.Z.
master's student of the technical faculty Kazakh Agrotechnical University (Kazakhstan, Nur-Sultan)
THE INTERACTION OF COMPOSITE REPAIR BANDAGE WITH CYLINDRICAL SURFACE
Abstract: the results of experiments on studying the stress-strain state of winding rings using strain gauges, it is known that after winding a fiber impregnated with a hot binder, the winding structure retains residual stresses for a long time at room temperature. Further heat treatment of the structure leads to the fact that the residual compressive stresses in the joint almost completely disappear after its completion. When using a binder of a cold type, the curing process occurs at room temperature, and at the end of the manufacture of the connection, a voltage drop is also observed in it.
Keywords: composite bandage, winding rings, power winding, composite rings, radial
stresses.
