Способ повышения прочности сотового заполнителя
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству деформируемых препятствий, применяемых при испытаниях автомобилей на безопасность в случае столкновения. Способ повышения прочности сотового заполнителя заключается в том, что 20-40% раствор эпоксидной смолы в ацетоне наносят методом распыления на стенки ячеек сотового заполнителя из алюминиевой фольги, предварительно подогретого до температуры выше температуры желатинизации эпоксидной смолы. При распылении ось ячеек сотового наполнителя располагают под углом к струе распыляемого раствора. Далее проводят отверждение. Способ позволяет повысить прочность сотового заполнителя на требуемую величину, обеспечивая стабильность свойств заполнителя при сжатии. 1 табл.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству деформируемых препятствий для испытаний автомобилей на безопасность в случае столкновения.
Деформируемое препятствие для испытаний автомобилей на безопасность представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких блоков алюминиевого сотового заполнителя. Каждый из этих блоков должен обладать строго заданными прочностными характеристиками, причем особенно важно, чтобы эти параметры выдерживались после потери сотами устойчивости в процессе их деформирования (смятия). В связи с тем, что алюминиевые соты, выпускаемые в нашей стране, имеют весьма ограниченный диапазон прочностных характеристик, возникает необходимость доведения значений параметров до требуемых величин, в частности повышения срочности сот.
Известен способ повышения прочности сотовых конструкций путем заполнения ячеек вспенивающимся клеем (Ендогур А.И., Вайнберг М.В., Иерусалимский К.М. Сотовые конструкции. М., Машиностроение, 1986, с.132).
Этот способ не может быть использован для повышения прочности алюминиевого сотового заполнителя, применяемого при изготовлении деформируемых препятствий, т.к. наличие в ячейках клея приведет к искажению картины деформирования после потери сотами устойчивости.
Известен способ повышения прочности сотового заполнителя, по которому соты помещают в раствор полимерной смолы, вынимают, а затем отверждают ее. При этом для обеспечения равномерного растекания полимерной пленки по поверхности ячеек конструкцию необходимо периодически переворачивать (патент РФ №2205755, МКИ 7 В32В 3/12, 2001 г.).
Образующаяся по указанному способу пленка смолы не имеет постоянной толщины по высоте сот, кроме того, в углах ячеек образуется утолщение в виде мениска смолы, что приводит к неравномерности нагрузки при деформировании сотового заполнителя после первичной потери устойчивости (разброс свойств достигает 20-30% по глубине сот).
Целью настоящего изобретения является обеспечение стабильности свойств сотового заполнителя при проведении технологической операции по повышению его прочности на требуемую величину.
Указанная цель достигается тем, что 20-40% раствор эпоксидной смолы в ацетоне наносят методом распыления на стенки ячеек сотового заполнителя из алюминиевой фольги, предварительно подогретого до температуры выше температуры желатинизации эпоксидной смолы, при этом ось ячеек сотового заполнителя располагают под углом к струе распыляемого раствора, затем проводят отверждение.
Нанесенный на поверхность стенок ячеек с помощью пульверизатора раствор эпоксидной смолы нагревается, ацетон (или другой растворитель) улетучивается, оставляя на поверхности тонкую пленку смолы. Толщина пленки составляет 0,005-0,03 мм, она легко удерживается на поверхности фольги, не стекая. Происходит быстрая желатинизация смолы, при этом образуется равномерная по толщине пленка.
Концентрация раствора смолы выбирается экспериментально, исходя из требуемой степени повышения прочности сотового заполнителя. Наилучшее качество напыления, обеспечивающее эффективное повышение прочности сотового заполнителя при обеспечении стабильности его свойств при сжатии, получено при концентрации раствора смолы 20-40%.
Пример. Для повышения прочности алюминиевого сотового заполнителя из сплава АМг-2Н с ячейкой 2,5 и 5 мм использовали раствор эпоксидной смолы ЭДТ-10 в ацетоне. На поверхность стенок ячеек смолу наносили путем ее распыления с помощью пульверизатора (краскопульта). Сотовый заполнитель предварительно нагревали до температуры 90-100°С и помещали под углом 1-5° по отношению к струе распыляемого раствора. Угол наклона выбирался экспериментально в зависимости от размера ячейки и высоты сот, с таким расчетом, чтобы струя смолы не пролетала сквозь отверстия ячеек, а полностью оседала на стенках. После нанесения смолы на одну сторону ячеек, сотовый заполнитель переворачивали относительно горизонтальной оси и наносили смолу на другую сторону поверхности ячеек. Затем сотовый заполнитель помещали в печь и полимеризовали эпоксидную смолу по режиму: подъем температуры до 160°С, выдержка в течение двух часов. В таблице приведены данные о зависимости сопротивления деформированию сотового заполнителя из алюминиевого сплава АМг-2Н с ячейкой 2,5 и 5 мм и толщиной фольги 30 мкм от концентрации раствора эпоксидной смолы ЭДТ-10 в ацетоне. Как видно из таблицы, эффективное повышение прочности сотового заполнителя при обеспечении стабильности его свойств (разброс составляет 5-8%) получено при концентрации раствора смолы 20-40%.
| Размер ячейки, мм | Исходное сопротивление деформированию при сжатии после первичной потери устойчивости, МПа | Сопротивление деформированию (МПа) после нанесения раствора смолы с концентрацией, % | ||||||
| 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | ||
| 2,5 | 0,93-0,98 | 0,94-1,02 | 0,98-1,03 | 1,0-1,07 | 1,05-1,13 | 1,12-1,21 | 1,18-1,32 | 1,37-1,58 |
| 5,0 | 0,28-0,30 | 0,28-0,31 | 0,3-0,33 | 0,31-0,34 | 0,32-0,35 | 0,34-0,38 | 0,35-0,40 | 0,38-0,46 |
Предлагаемый способ обеспечивает необходимую стабильность свойств сотового заполнителя при проведении технологической операции по повышению его прочности на требуемую величину.
Способ повышения прочности сотового заполнителя, заключающийся в том, что 20-40% раствор эпоксидной смолы в ацетоне наносят методом распыления на стенки ячеек сотового заполнителя из алюминиевой фольги, предварительно подогретого до температуры выше температуры желатинизации эпоксидной смолы, при этом ось ячеек сотового заполнителя располагают под углом к струе распыляемого раствора, затем проводят отверждение.
