СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ
METHOD OF DETERMINING INTERNAL STRESS

Изобретение относится к технологии выполнения клеевых соединений и может использоваться при склеивании различных пород древесины.
Известен способ определения внутренних напряжений, возникающих в клеевых соединениях, в основу которого положен консольный метод определения внутренних напряжений, возникающих в процессе склеивания древесины в магнитном поле (Гриб А.Е. Особенности определения остаточных напряжений полимеров на древесине [Текст] / А.Е.Гриб // Изв. Вузов. Строительство и архитектура. - 1976. - №5. - С.18-22, Пат. 2298574, МПК C09J 5/00. Способ склеивания древесных материалов [Текст] / В.М.Попов, А.В.Иванов, B.C.Мурзин, А.П.Новиков, А.В.Латынин; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - №2006117673/04; заявл. 22.05.2006; опубл. 10.05.2007, Бюл. №13. - 3 с.).
Исследования показали, что несмотря на простоту данного способа он позволяет получить конечные значения сформировавшихся внутренних напряжений и не дает полной картины кинетики формирования внутренних напряжений в процессе отверждения клеевых соединений при обработке в магнитном поле.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в непрерывном контроле внутренних напряжений, возникающих в процессе формирования клеевого соединения при обработке магнитным полем.
Достигается это тем, в способе определения внутренних напряжений, включающем операцию нанесения клея на предварительно подготовленные поверхности, соединение поверхностей, обработку в магнитном поле клеевого соединения, согласно изобретению в течение всего времени отверждения клеевого соединения непрерывно фиксируют цифровым прибором изменение емкости плоского конденсатора (склеиваемой пары) и передают информацию на персональный компьютер (ПК).
Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема установки с рабочей ячейкой для определения внутренних напряжений клеевой прослойки для положения до начала ее отверждения, на фиг.2 - схема установки с рабочей ячейкой для определения внутренних напряжений клеевой прослойки для положения после ее отверждения.
2
На схемах 1 - рабочая ячейка; 2, 3 - пластины; 4 - клеевая прослойка; 5 - источник постоянного тока; 6 - цифровой прибор; 7 - измерительный комплекс (ПК). Способ осуществляется следующим образом. На предварительно подготовленную поверхность деревянной пластины наносится клеевой слой нормированной толщины (расход клея при этом по ГОСТу составляет 180…250 г/м). Полученная клеевая пара консольно закрепляется в рабочей ячейке, подключенной к источнику постоянного тока, и затем помещается между полюсами электромагнита. В процессе отверждения клеевой прослойки происходит деформация (изгиб) свободного конца клеевой пары (плоского конденсатора). Непрерывное изменение емкости фиксируется цифровым прибором в течение всего времени отверждения прослойки и передается на ПК. С помощью специальной программы по формуле (1) ведется расчет внутренних напряжений в зависимости от времени отверждения
макс
где f - максимальное отклонение конца склеенной пары;
L - длина склеенной пары;
1
Е - модуль упругости материала пластин;
J - момент инерции по сечению пластин;
1
h - толщина пластины большего размера;
2
h - толщина клеевой прослойки;
i
y - расстояние от центра тяжести склеенной пары;
2
S - площадь поперечного сечения прослойки;
2
Е - модуль нормальной упругости прослойки.
После ввода тарировочных данных ПК обрабатывает данные опытов и выводит результаты обработки на печать. Индуцируемое значение в виде уровней напряжений в двоично-десятичном коде 8-4-2-1 и сигналы, описывающие выбранный предел измерений, транспортируются через два устройства параллельного обмена 15 КС-180-032 в ЭВМ. Периодичность измерений задается программно. Считывание сигналов и их преобразование из двоично-десятичного в двоичный код производится программами «EMOPR» и «EMPER». Преобразованное значение емкости применяется для вычисления внутренних напряжений в клеевой прослойке программой «EMOSN». По истечении времени отверждения полученные данные аппроксимируются методом наименьших квадратов подпрограммой «Appus», после чего программа «NGRAF» строит график, на котором наносятся опытные точки и аппроксимируется кривая.
Предлагаемый способ определения внутренних напряжений может быть применен для ряда клеев, например:
- КФ-Ж ГОСТ 14231-88 (смола карбамидоформальдегидная повышенной жизнеспособности) применяется для производства фанеры, мебели, строительно-столярных изделий и др. Массовая доля свободного формальдегида 0,5÷0,9%, концентрация водородных ионов pH 7,5÷8,7, массовая доля сухого остатка 67±2%;
- ПВАД ДФ 50/5Н ГОСТ 18992-80 (ПВА - дисперсия поливинилацетатная гомополимерная грубодисперсная, Д - дисперсия, Ф - дибутилфталат или диизобутилфталат, 50 - минимальное содержание сухого остатка 50%, 5 - содержание пластификатора в пересчете на сухой остаток в процентах 5%, Н - низковязкая) рекомендуется для применения в бытовой химии, строительной и деревообрабатывающей промышленности, текстильная промышленность, производство упаковок и другое;
3
- Клейберит «SUPRATERM 436» (водная полиуретановая дисперсия) плотность около 1,05 г/см, pH - 7, применяется для 3-мерного приклеивания термопластичной мебельной пленки на МДФ-плиты или другие материалы с мелкопористой структурой.