Есть много аспектов, которые следует учитывать при выборе правильного типа соединения для волоконно-пластикового композита. Требования к компонентам, например, такие как уровень нагрузки, профиль нагрузки, количество или влияние температуры и среды. В дополнение к существующей технологической базе на заводе-изготовителе, в частности, речь идет о механических характеристиках и затратах на производство по отношению к требуемому количеству деталей.
Для соединения профиля волоконный композитный компонент должен иметь положительную геометрию фиксации («зубья»). Напротив, цилиндрические композитные трубы могут использоваться для клеевого соединения и продольной запрессовки. Это упрощает производство волокнистого композита. Даже небольшие и средние количества (<1000 шт / год) могут быть произведены экономично. Подготовка обычно металлических элементов передачи нагрузки требует особых усилий по подготовке для всех трех обсуждаемых методов соединения.
Подготовка усилия для клеевых соединений
Клеевое соединение должно соответствовать высоким требованиям по очистке и активации поверхности, а также по хранению и нанесению клея. Это таит в себе риски для качества и приводит к высоким общим расходам, которые едва уменьшаются с ростом числа. Вот почему это соединение в Центре легкого строительства в Саксонии (LZS) рассматривается скорее для небольших количеств (<100 шт / год) или отдельных прототипов.
Микроположительная фиксация в продольной запрессовке
Продольная правка пресса обычно значительно более прочная по сравнению с клеевым соединением, поскольку накатывание элементов передачи нагрузки обеспечивает микроположительную фиксацию, которая в конечном итоге проявляется на уровне компонентов в виде повышенного коэффициента трения. Благодаря сбалансированному профилю требований, этот тип соединения может использоваться для широкого спектра изделий, от прототипов до больших количеств (> 10000 штук / год).
Оплетка с эффектом остановки слезы
Благодаря профильному соединению надежность технологии соединения может быть еще больше увеличена. Инженеры LZS GmbH разработали профильное соединение для компонентов, подверженных скручиванию. Они включают в себя как внутренний контур («профильная оболочка»), так и внешний круговой цилиндрический слой («цилиндрическая оболочка»), непрерывное волокнистое усиление, которое в значительной степени выровнено на ± 45 ° для передачи крутильной нагрузки.
Колебания толщины поперечного сечения «заполнены» волокнисто-пластиковым композитом, который в первую очередь ориентирован вдоль оси профиля («полоски UD»). Они особенно ответственны за изгибную жесткость профиля и также поглощают нагрузки в продольном направлении.
Экспериментальные исследования показали, что текстильная связь усиливающих волокон, например, волокнистой сетки, имеет преимущества в профильной оболочке. Это можно объяснить эффектом «остановки разрыва» текстильных перемычек, благодаря которому достигается «добродушное» поведение FKV, особенно в области введения нагрузки. С другой стороны, в корпусе цилиндра, отвечающем за дистанционную передачу нагрузки, («спирализованные») армирующие слои, хранящиеся без перемычек, являются преимуществом. Несущая способность армирующих волокон может быть очень хорошо использована благодаря композиту, который не ослабляется перемычками.
Менее подвержен влиянию оседания и теплового расширения
Геометрически отличающиеся «зубья» делают соединение менее восприимчивым к воздействию схватывания и тепловому расширению по сравнению с клеевыми и прессовыми соединениями. Кроме того, поведение после появления обычно более добродушно («отказоустойчиво»).
Однако из-за конструкции требуются геометрически сложные элементы введения нагрузки. Предназначенный здесь процесс холодной штамповки («осевое формование») более экономичен для средних и больших количеств из-за необходимых вложений в инструмент, так что этот тип соединения был рассмотрен в LZS GmbH для более поздних (больших) серийных применений (> 10000 шт. / Год).
Различия в уровне передачи энергии в суставе
Часто центральным отличительным признаком является механическая характеристика соединения. В дополнение к уже упомянутой надежности, которая также увеличивается с увеличением доли положительной блокировки, существуют также большие различия в уровне передачи силы в суставе.
По опыту и экспериментальных исследований в LZS, то соединение профиля можно ожидать, что примерно в два раза плотность мощности по сравнению с продольным пресс - фитингом разработан в соответствии с уровнем техники. По сравнению с клеевыми соединениями предполагается, что несущая способность в три-четыре раза выше. Таким образом, профильное соединение значительно расширяет область применения гибридных торсионных труб, особенно в случае ограниченного места установки и чрезвычайно высоких нагрузок.
* Флориан Ленц - руководитель отдела стратегического развития бизнеса в LZS GmbH, а Карстен Випплер - председатель и управляющий директор LZS GmbH.