Kraftproblem im Zusammenhang mit Klebstoff und Verklebung

Ich habe zwei Leiterplatten (Leiterplatten) und sie sind mit Klebstoffen verklebt, wie in den Bildern gezeigt. Und die Position der Klebstoffe ist auf dem Bild angegeben (bitte beachten Sie, dass KEIN Klebstoff zwischen den Leiterplatten aufgetragen wird).

Auf die obere Leiterplatte (Z-Richtung) wird eine Kraft von 50 N ausgeübt . Ich verwende Klebstoff, um zu verhindern, dass die Leiterplatte getrennt wird.

Hier die Maße der Kleber:

Alle keilförmigen Klebstoffe haben eine Höhe von 3 mm (Z-Richtung) (wie die Leiterplatten) und eine Breite von 1 mm (X-Richtung).

Der 80 mm lange Kleber ist 1 mm dick (y-Richtung) und 6 mm hoch (z-Richtung).

Ich habe aus dem Klebstoff-Spezifikationsblatt gelesen, dass der Klebstoff folgende Eigenschaften hat:

T e N S ich l e S T R e N G T H : 22 N / M M 2

S H e A R S T R e N G T H : 18 N / M M 2

Wie kann ich beurteilen, ob der Kleber stark genug ist? Was für eine Formel soll ich verwenden?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe versucht das Problem so zu lösen:

Schritt 1:

Gesamtfläche des Leimkontakts auf der blauen Tafel

= 2 ( 3 ( 10 ) + 3 ( 5.5 ) ) + 80 ( 3 ) = 333 M M 2

Kraft, die dem Ablösen der blauen Platte widersteht (in dieser Situation nur Scherkraft)

= 333 ( 18 ) = 5994 N

Schritt 2:

Gesamtfläche der 4 Klebekontakte auf der grauen (Masse-) Platine

= 2 ( 1 ( 10 ) + 1 ( 5.5 ) ) = 31 M M 2

Bereich des Leimkontaktes am Rand der Graupappe

= 80 ( 3 ) = 240 M M 2

Also Gesamtkraft, die dem Herausziehen des Klebstoffs aus der Graupappe widersteht (Zug- und Scherkraft in dieser Situation)

= 31 ( 22 ) + 240 ( 18 ) = 5002 N

Daher ist in 5002N erforderlich, um das Blau herauszuziehen?

Denken Sie daran, dass das Versagen eines Gelenks nicht als einmaliges Ereignis auftritt, sondern an den Stellen mit der größten Belastung beginnt und sich ausbreitet. Wie sich die verschiedenen Komponenten relativ zueinander biegen, wenn sie unter Spannung gesetzt werden (und daher wo und wie stark die Spannungen am größten sind), ist ein kritischer Teil der "Gleichung".
Der obige Kommentar ist absolut richtig. Die im Datenblatt angegebenen Werte basieren auf konkreten Testkonfigurationen und können für eine so einfache Berechnung, wie Sie sie sich vorstellen, überhaupt nicht verwendet werden. Die Annahme einer konstanten Spannung über die Oberfläche unterschätzt lokale Spannungen um eine Tonne. Dies ist ein Bruchproblem, ein ganz anderer Fischkessel: Schauen Sie sich Konzepte wie die Energiefreisetzungsrate oder die lineare Bruchmechanik an. Es bleibt immer noch eine sehr spezialisierte Berechnung.

Antworten (2)

Ich denke, Sie sollten einfach die Kontaktfläche zwischen Klebstoff und dem Teil mit der Zugfestigkeit oder der Scherfestigkeit multiplizieren, um die maximale Kraft senkrecht bzw. tangential zur Kontaktfläche zu erhalten, der der Klebstoff standhalten kann. Es sieht so aus, als ob Ihr Design mit einem großen Spielraum für eine Last von 50 N in Ordnung ist, aber Sie sollten sowohl die Kräfte als auch die Momente der Kräfte vergleichen - es ist nicht ganz klar, wo genau die Last aufgebracht wird.

Und was passierte? :-)
Sehr geehrter Herr, ich habe die Antwort aktualisiert. Ich habe versucht, das Problem zu lösen, bitte kommentieren. Ist meine Antwort richtig??
Was Sie getan haben, scheint richtig zu sein, aber dies ist nur ein Teil dessen, was Sie tun sollten, also ist die Antwort auf "Ist 5002N erforderlich, um das Blau herauszuziehen?" ist "nein". Außerdem sollten Sie überprüfen, ob die Momente der Kräfte in Bezug auf alle Achsen in Ordnung sind. Stellen Sie sich für einen Moment vor, dass die Last an einem anderen, weit entfernten Punkt aufgebracht wird (z. B. der Angriffspunkt wird weit weg in negativer Richtung von y verschoben). Dann würde die Last einen großen Hebelarm haben und die blaue Platine abreißen. Während dies in Ihrem Fall nicht nach einem Problem aussieht, bin ich mir ziemlich sicher, dass die kritische Kraft deutlich unter 5000 N liegt.
Also sollte ich mir an den Rändern einen Moment Zeit nehmen und davon ausgehen, dass die Belastung (50 N) an dem bestimmten Punkt lokalisiert wird. Und versuchen Sie, das Minimum herauszufinden, das erforderlich ist, um das Blau herauszuziehen?
@Delay No More: Idealerweise sollten Sie die Momente in Bezug auf die Kanten berechnen. Für die Last (50 N) sollten Sie alle Informationen verwenden, die Sie über den tatsächlichen Punkt (oder Bereich) haben, an dem diese Last voraussichtlich aufgebracht wird. Aber müssen Sie wirklich die genaue Mindestkraft kennen, die erforderlich ist, um die blaue Leiterplatte abzureißen? Es sieht so aus, als ob der Klebstoff wie beschrieben ausreicht, um der Belastung mit großem Abstand standzuhalten.
Ich werde versuchen, die Momentberechnungen später auszuarbeiten. Wenn sich jedoch die Formen der Klebstoffe ändern (z. B. von Keilform auf rechteckig umstellen), wie kann ich die Rezeptur anpassen?
@Delay No More: Ich glaube nicht, dass die Formel angepasst werden müsste: Ein Produkt kann viele Fehlerarten haben, aber die meisten von ihnen sind nicht kontrollierend. Beispielsweise hat Ihr "Produkt" einen Fehlermodus aufgrund eines Bruchs im Klebstoff, und dieser Modus hängt von der Form des Klebstoffs ab. Mir scheint jedoch, dass dieser Modus nicht maßgebend ist, dh wenn die Belastung zunimmt, wird Ihr Produkt aufgrund eines anderen Versagensmodus versagen, bevor es zu einem Versagen im Inneren des Klebstoffs kommt. Ich vermute, dass der Fehler zuerst an der Schnittstelle zwischen dem Klebstoff und den Leiterplatten stattfindet, aber ich kann mich irren.

Die aufgebrachte Kraft ist eine Kraft von 50 N in einer statischen Richtung entlang nur einer der dreidimensionalen Ebenen (z).

Das bedeutet, dass die aufgebrachte Kraft die Zugfestigkeit des Klebebands testet, die 22 N für jede quadratische Fläche des Klebebands beträgt, die auf jeder Seite 1 Millimeter misst. Unter der Annahme, dass die Kraft von 50 N gleichmäßig ausgeübt wird, wird jeder Quadratmillimeterbereich 50 N ausgesetzt sein, aber bei 22 N brechen

Die einzige Gleichung, die Sie brauchen, ist WENN Zugfestigkeit > aufgebrachte Kraft DANN Klebeband stark genug ist. WENN Zugfestigkeit < aufgebrachte Kraft, DANN reißt das Band

Kraftproblem im Zusammenhang mit Klebstoff und Verklebung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v