Актуальность работы обусловлена проблемной ситуацией, возникающей при определении прочности клеевых соединений композиционных материалов методами неразрушающего контроля (НК). В связи с более широким применением клееных конструкционных деталей в современном строительстве многие методы НК практически неприменимы. В литературе не всегда даются рекомендации по применению того или иного метода НК к конкретному изделию. В работе делается попытка заполнить этот пробел. Цель работы: сравнение различных методов НК для обоснования выбора метода исследования адгезионной прочности клеевых соединений в композиционных материалах; анализ некоторых видов исследований адгезионной прочности для применения в НК; выбор наиболее оптимального с точки зрения практики метода контроля клеевых композиционных соединений. Методы исследования: анализ методов исследований прочностных свойств клеевых соединений композиционных материалов, с выявлением недостатков каждого метода и области его использования; сравнение методов исследований на предмет их пригодности к определению прочностных свойств клеевых соединений композиционных материалов; синтез полученных при обзоре данных для вычленения наиболее пригодного метода оценки прочностных свойств клеевого соединения композиционных материалов; теоретическое обоснование преимуществ акустоэлектромагнитного метода по сравнению с другими. Результаты: проведен анализ различных методов исследований прочностных свойств клеевых соединений композиционных материалов при неразрушающем контроле, выявлены их положительные и отрицательные стороны;показано преимущество метода введения сегнетоэлектрических добавок в клеевой слой для оценки прочностных характеристик клеевых соединений при использовании акустоэлектромагнитного метода; показано, что для усиления информационной способности метода сегнетоэлектрические добавки предварительно поляризованы. Выводы: контроль прочности адгезионного соединения возможен через контроль механических напряжений, возникающих в процессе формирования адгезионного соединения; из рассмотренных методов НК наиболее информативными являются акустоэлектромагнитные с активацией адгезива частицами и создания в нем когерентной кооперативной системы из этих частиц.
Relevance of the work is due to a problem situation that arises in the determination of bond strength of composite materials by non-destructive testing (NDT). Due to the wider use of laminated structural components in modern construction methods, many NC virtually inapplicable. The literature is not always given guidance on the application of a method to NK specific product. The paper attempts to fill this gap. Objective: To compare the different NDT methods to justify the choice of research method of adhesive strength of adhesive joints in composite materials ; and analysis of certain types of research adhesion strength for nondestructive testing for use in NC ; choosing the most optimal from the point of view of the practice of the method of control of adhesive composite connections. Methods: analysis of the research methods of strength properties of adhesive joints of composite materials with identifying weaknesses of each method and field of use; comparison of research methods for their suitability to the determination of strength properties of adhesive joints of composite materials ; synthesis of data obtained in the survey for the isolation of the most suitable method for assessing the strength properties of adhesive bonding of composite materials; theoretical justification benefits akustoelektromagnit´s method compared with others. Results: The analysis of the various methods of research strength properties of adhesive joints of composite materials in non-destructive testing, revealed their positive and negative aspects; The advantage of the method of introduction of ferroelectric additives in the adhesive layer to evaluate the strength characteristics of adhesive joints using akustoelektromagnit´s method; shown that information to enhance the ability of the method of pre- polarized ferroelectric additives .Conclusions: The control of the strength of adhesive bonding is possible through the control of mechanical stresses arising in the process of adhesive bonding; of the considered NDT methods are most informative akustoelektromagnit´smetod with the activation of the adhesive particles and create in it a coherent cooperative system of these particles.
1. А.с. 979987 СССР, МКИЗG01N 29/04. Способ контроля соединений в многослойных конструкциях / Б. И. Ворожцов, М. П. Тонконогов, К. М. Омаров (СССР). – 3 с.
2. А.с. 1087877 СССР, МКИ3 G0lN 29/04. Способ измерения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний / А. Ф. Мельконович, Г. В. Пягус, Л. Б. Ливенцова, Л. М. Кушкулей (СССР). – 4 с.
3. А.с. 1352348 СССР, МКИ3G01N 29/04. Способ контроля клеевых соединений композиционных конструкций / В. П. Кузнецов (СССР). – 3 с.
4. Берлин А. А. Основы адгезии полимеров / А. А. Берлин, В. Е. Басин. – М.: Химия, 1974. – 392с.
5. Волькенштейн М. В. Молекулы и их строение. – М.; JI.: Изд. АН СССР, 1955. – 231 с.
6. Голобородько М. Н. Ультразвуковой контроль прочности углерод-углеродных композиционных материалов / М. Н. Голобородько, В. К. Капралов, В. А. Челноков // Заводская лаборатория. – 1983. – № 1. – С. 48-49.
7. Гриднев С. А. Диэлектрики с метастабильной электрической поляризацией // Соросовский общеобразовательный журнал. – 1997. – № 5. – С. 105-111.
8. Джагупов Р. Г. Пьезокерамические элементы в приборостроении и автоматике / Р. Г. Джагупов, А. А. Ерофеев. – Л.: Машиностроение, 1986. – 256 с.
9. Зинченко В. Ф. Чувствительность некоторых физико-механических характеристик к изменению адгезии между компонентами стеклопластика // Механика композиционных материалов. – 1983. – № 3. – С. 395-399.
10. Зорин А. Ю. Ультразвуковой контроль качества клеевых соединений // Тр. Московского энергетического института. – 1983. – № 607. – С.104-109.
11. Китайгородский А. И. Молекулярные кристаллы. – М.: Наука, 1971. – 424 с.
12. Кондратьев В. Н. Структура атомов и молекул. 2-е изд. – М.: Физматгиз, 1959. – 524 с.
13. Кордашов Д. А. Синтетические клеи. – М.: Химия, 1968. – 592 с.
14. Кузнецов В. П. Адгезия в клеевых соединениях: термины и физическая сущность / В. П. Кузнецов [и др.] // Вестник КемГУ, 2014. – № 2. – Т. 1. – С.170-174.
15. Кузнецов В. П. Адгезия в клеевом соединении: адгезия с позиции теории прочности / В. П. Кузнецов, М. И. Баумгартэн //Вестник КузГТУ, 2014. – № 4. – С. 97-102.
16. Кузнецов В. П. Акустоэлектромагнитный метод контроля прочности клеевых соединений: дис. … канд. техн. наук. /25.12.89/ Томский политехнический институт. – Томск, 1989. – 155 с.
17. Кузнецов В. П. Физическая модель зависимости между прочностью адгезионного соединения и электромагнитным излучением когерентной кооперативной системы модифицирующих адгезив частиц сегнетокерамики // ЭЖ «Фундаментальные исследования» № 5 (часть 3) 2014, стр. 497-502
18. Кузнецов В. П., Фадеев Ю. А., Кулешов В. К. Акустоэлектромагнитный метод неразрушающего контроля прочности клеевых соединений// ЭЖ «Современные проблемы науки и образования» СПНиО. – 2011. – № 6.: http://www.science-education.ru/100-5011.
19. Ланге Ю. В. Акустические методы неразрушающего контроля соединений в многослойных конструкциях // Дефектоскопия. – 1974. – № 3. – С. 70-79.
20. Ланге Ю. В. Методы неразрушающего контроля качества клеевых соединений: Синтетические клеи. – М.: Химия, 1968. – 214 с.
21. Ланге Ю. В. Фазовый вариант акустического импедансного метода дефектоскопии // Дефектоскопия. – 1968. – № 3. – С. 1-9.
22. Минчина М. Г. Распределение 90о-ных доменных переориентаций в пьезокерамике типа цирконататитаната свинца под действием продольного сжатия / М. Г. Минчина, О. И. Янковский // Журнал технической физики. – 1999. – Т. 69. – В. 6. – С. 46-49.
23. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: В 2 кн. / под ред. В. В. Клюева. 2-е изд. перераб.и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – Кн. 2. – 352 с.
24. Притыкин Л. Н. Клеи и их применение в электротехнике / Л. Н. Притыкин, М. Г. Драновскнй, Х. Р. Поркмеян. – М.: Энергоиздат, 1983. – 136 с.
25. Ультразвук. Маленькая Энциклопедия / Глав. ред. И. П. Голямина. – М.: Советская энциклопедия, 1979. – 400 с.
26. Фельдман Л. С. Неразрушающий контроль качества клеевых соединений. – Киев: Техника, 1973. – 188 с.
27. Хрулев В. М. Прочность клеевых соединений. – М.: Стройиздат, 1973. – 84 с.
28. Berlincourt D., Kruger H.J.//Appl. Phus. – 1959. – V. 30. – No. 11. – Р.1804-1809.
29. Chapman G. B. Anon destructive method of evaluatiag adhesive bond strength in Liber glass rlihforced plastic assembles//Joining composite Mater. Symp.,Minneapolis, Minn., 16 Apr., 1980. – Philadelphia, Pa. – 1981. – Р. 32-60.
30. Wand S., Adler H. Ultrasonic studies of strength – related properties of graphite/ S. Wand, H. Adler // Rev. Progr. Quant. Nondestruct.Evol.Prac.10 Annu. Rev., Sata Cruz, Cofif., Aug. 7-12, 1983, Vol 3B. – New-Jork, London. – 1984. – P. 1211-1219.
31. Wuich W. Problem der UltrasehallpZufung von Kunststoffen und Klebeverbindungen// Massen und Prüfen. – 1985. – No. 7. – P. 392; No. 8. – Р.394-395.