НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o011.pdf (1390.52Кб)

УДК 621.882.29

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия 2 ОАО «Композит», Королев, Россия

В настоящее время композиционные материалы (КМ) находят широкое применение в аэрокосмической и машиностроительной технике, где определяющим параметром служат весовые характеристики изделия, а также их функционирование в области высоких температур.
Для экспериментального исследования резьбовых элементов из композиционных материалов был выбран пространственно армированный углерод-углерод композиционный материал (УУКМ) на основе стержневого каркаса.
Была исследована метрическая резьба. Образцы вырезались из материала вдоль одного из направления армирования. В испытаниях использовалась следующая номенклатура размеров резьб: М24×1,5; М24×2; М24×3.
Зависимость прочности резьбы от количества витков определялась в диапазоне от 1 до 10 витков на резьбе М24×2. Остальные образцы применялись для получения зависимости несущей способности резьбы от шага.
Построенная зависимость несущей способности резьбового соединения от количества витков показала:
   a)    приращение несущей способности с увеличением количества витков уменьшается. Однако выражено оно менее значительно, чем при металлической паре винт – гайка.
   b)    на исследованном УУКМ не удалось провести эксперимент для 1-2 витков.
   c)    широкий доверительный интервал (ДИ) разрушающей нагрузки по виткам можно объяснить тем, что материал отличается заметной структурной неоднородностью, с разной степенью вероятности попадания в элементарную ячейку матрицы и наполнителя материала. Тем не менее, диапазон ДИ стабилен, что косвенно свидетельствует о возможном использовании методики испытаний для дальнейшего исследования резьбовых элементов из композиционного материала.
Наблюдается явная зависимость несущей нагрузки резьбы от ее шага. Увеличение прочности резьбы при увеличении шага зависит от соотношения между размером шага и характерным размером ячейки материала.
Проведенные испытания показывают, что можно создать крепеж из УУКМ для работы при повышенных температурах, аналогичный металлическому, при условии подбора необходимых параметров, таких как профиль, шаг, диаметр и количество витков резьбы.

1. Бушуев Ю.Г., Персин М.И., Соколов В.А. Углерод-углеродные композиционные материалы. М.: Металлургия, 1994. 128 с.
2. Костиков В.И., Варенков А.Н. Сверхвысокотемпературные композиционные материалы. М.: Интермет Инжиниринг, 2003. 560 с.
3. Андриенко Л.А., Байков Б.А., Захаров М.Н. Детали машин: учеб. для вузов / под ред. О.А. Ряховского. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Из-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 465 с.
4. БиргерИ.А.,Иосилевич Г.Б.Резьбовые и фланцевые соединения.М.: Машиностроение, 1990. 368 с.
5. Кинцис Т.Я., Розе А.В.,Жигун И.Г.Методы статистических испытаний армированных пластиков:справ. пособие.Рига: Зинатне, 1972. 228 с.
6. Горяинова Е.Р., Панков А.Р., Платонов Е.Н. Прикладные методы анализа статистических данных: учеб. пособие. М.: Высшая школа экономики, 2012. 310 с.
7. ГОСТ 18786-80. Винты ступенчатые с шестигранным углублением под ключ. Конструкция и размеры. Введ. 1982-01-01. М.: Изд-во стандартов, 2012. 4 с.
8. ГОСТ 7805-70.Болты с шестигранной головкой класса точности А. Конструкция и размеры.Введ. 1972-01-01.М.: Изд-во стандартов, 2010. 10 с.