結(jié)構(gòu)膠粘接剪切強度試驗的影響因素
2009-09-28
剪切強度也稱抗剪強度。剪切強度是指粘接體在單位面積上能承受平行于粘接面積的最大負(fù)載。剪切強度按實驗時粘接體受力的方式，主要分為拉伸剪切、壓縮剪切、扭轉(zhuǎn)剪切、環(huán)套剪切和彎曲剪切等。按接頭形式可分為單搭接、雙搭接及套接等。如果從載荷作用時間區(qū)分，則有靜態(tài)剪切、沖擊剪切、持久剪切、疲勞剪切等。以下以最常用單搭接剪切試驗為例說明。 A、膠粘劑厚度的影響 在搭接接頭中，膠粘劑厚度直接影響剪切強度。一般膠粘劑的厚度增加，伴隨著剪切強度的降低。但是過薄的膠層易出現(xiàn)缺膠，缺膠處便成為膠粘界面的缺陷，在受力時，應(yīng)力易集中，加速了膠膜破裂，反而使剪切強度降低。 B、被粘體厚度及性質(zhì)的影響 研究表明金屬與金屬的粘接，膠粘接頭的抗剪切強度與被粘體厚度的平方根成正比。從試驗中發(fā)現(xiàn)，同一種膠粘劑的同一種接頭，試片為鋼時，抗剪強度大于鋁合金，后者又大于鎂合金。這時的抗剪強度幾乎是隨材料的屈服強度成正比關(guān)系。 C、剪切強度與搭接長度的影響 對于模量小的膠粘劑由于在拉力作用下，迅速發(fā)生形變，減少了應(yīng)力高度集中的可能性。所以，搭接長度增加時，抗剪強度的減小很少。如果膠粘劑的模量高，則搭接長度的增加將使抗剪強度減小較快。 D、測試溫度和加載速率的影響 在試樣中，溫度的變化首先使膠粘劑的內(nèi)聚強度改變。升高溫度會使膠粘劑的模量降低，一方面使接頭的抗剪強度降低，但也使接頭應(yīng)力集中程度降低。兩種因素的綜合結(jié)果才反映到測試結(jié)果上，到底是使抗剪強度提高或降低與膠粘劑的本性有關(guān)。如溫度變化范圍在玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度范圍，則抗剪強度出現(xiàn)一個最高值，在玻璃化溫度以上再升高溫度則強度降低。 從材料破壞的機理來看，對于低彈性率的材料，加載的低速相當(dāng)于在高溫測試，即低速=高溫；而對高彈性的材料，高速=低溫。在常規(guī)測試中，應(yīng)按規(guī)定的加載速率、和試驗溫度進(jìn)行。
