14.06.2023 Испытания прочности фанеры и клееных соединений

Испытательный пресс готов, контрольные пластины нарезаны (из панели правого борта), пора приступать к испытаниям!

Эта статья является частью Дневника судостроителя, я строю парусную лодку-динги 3.8 м по проекту Радослава Вершко (Radosław Werszko).

Определения

Прочность - способность детали сопротивляться действию внешних сил, не получая значительных пластических деформаций и не разрушаясь

Исходные данные

• Фанера ФСФ 6 мм компании "Свеза" с продольным расположением волокон на внешних слоях
• Клеевой состав: эпоксидная смола КДА-М и отвердитель ЭТАЛ-45М
• Время отверждения смолы 5 суток (при контроле клеевого соединения образцов из панели левого борта я поторопился и сломал пластины на вторые сутки, это ошибка, смола не набрала прочность!)
• Соединение "на ус" 1:9, кромки сразу "из под фрезера", шлифовка не производилась, усование выполнялось на приспособлении.

Контрольные образцы (пластины)

Размер пластин 300x30 мм. Три пластины клееные (4, 5, 6) и три целые (7, 8, 9). Если помните, номера 1-3 присвоены клееным пластинам из панели левого борта.

Контрольные пластины, вид сверху

Контрольные пластины, вид спереди

Контрольные пластины, вид сзади

Рабочее место

Пресс, грузы (4 + 4 + 7.6 + 24 кг)

Сначала думал, что 15.6 кг будет достаточно...

Но жизнь меня поправила

Испытания

Испытания проходили весело, с хрустом фанеры, грохотом падающих грузов (иногда) и записью видео.

Образец №4 сломался под действием силы 33.15 кгс.

За секунду до разрушения...

Самыми прочными оказались образцы №5 и №6, победить их смогла только гиря на 24 кг при разрушающей силе в 33.95 кгс.

Сейчас бахнет!

Под действием силы в 33.15 кгс (до применения гири 24 кг) образец №5 получил небольшую пластическую деформацию, но сохранил прочность.

Пластическая деформация образца №5, клеевое соединение осталось целым

Каждый из шести образцов претерпел беспощадную экзекуцию, подробнее можно посмотреть на видео.

Образцы 4-6 спереди

Образцы 4-6 снизу

Образцы 7-9 спереди

Образцы 7-9 сверху

Результаты

• Образец №4 (клееный) - 33.15 кгс
• Образец №5 (клееный) - 33.95 кгс
• Образец №6 (клееный) - 33.95 кгс
• Образец №7 (целый) - 30.03 кгс
• Образец №8 (целый) - 30.79 кгс
• Образец №9 (целый) - 30.79 кгс

Измеренные значения принадлежат дискретному ряду, они "квантованные", так как грузы перемещались по шкале рычага от риски до риски. Этим объясняется равенство значений полученных для образцов 5 и 6; 8 и 9.

Расчет выполнялся по формуле: груз1 * плечо1 + груз2 * плечо2 + сила порождаемая собственной массой рычага (0.35 кгс).

Пример расчета для образца №4: 8 * 2.2 + 7.6 * 2.0 + 0.35 = 33.15 кгс.

Выводы

• клееные образцы прочнее целых;
• клеевой состав, технология склеивания и усования - верные;
• дополнительное усиление бортов в месте склейки не требуется.

Следущая статья