專利名稱：基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薄板膠接強度檢測方法，特別是涉及一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法。
背景技術：
薄板膠接件是指汽車元件或構(gòu)件之間用膠黏劑連接的結(jié)構(gòu)。膠接技術除了具有操作簡單、工藝生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟性好等優(yōu)點外，能有效減輕車身重量，具有較高的疲勞性能，能有效地應用于不同種類金屬或非金屬之間的連接，在汽車工業(yè)中得到廣泛運用。目前，汽車行業(yè)中所采用的最新的膠粘劑為抗沖擊韌性結(jié)構(gòu)膠粘劑，由于其具有較好的靜態(tài)以及抗沖擊強度，已經(jīng)逐漸在車身關鍵結(jié)構(gòu)件以及防撞部件中得到了運用。膠粘劑固化度的不同對膠接強度有著直接的影響，不僅會影響樹脂自身的內(nèi)聚強 度，而且會影響到界面粘結(jié)強度。若膠粘劑的固化度太低，膠接接頭將不能承載；膠粘劑的固化度過高，界面殘余應力大，膠接接頭性能又不能得到明顯提升。國內(nèi)外學者對固化度與強度之間的關系進行了大量探索，其目的是基于實驗數(shù)據(jù)獲得適當?shù)臄?shù)學模型來對膠粘劑的固化行為進行描述，從而為預測不同溫度歷史下膠粘劑的固化程度提供依據(jù)。在工程應用中，綜合經(jīng)濟效益，汽車板膠接件的強度只要滿足安全強度即可。但是一般的汽車板膠接件形狀復雜，目前還沒有方法直接測量其強度，因此汽車板膠接件強度的檢測方法是工程亟待解決的問題。對于汽車板膠接件來說，固化度對強度的關系模型能有效檢測產(chǎn)品強度是否合格。但如何建立準確的固化度對強度的關系模型以及如何檢測膠接件的強度是工程中迫切需要解決的方法。在博士論文《韌性結(jié)構(gòu)膠單搭接頭固化過程對其力學性能影響研究》中提到汽車板膠接件的固化度與強度關系模型，但對其如何運用沒有講述。到目前為止，基于固化度的汽車薄板膠接件強度的檢測方法尚未見報，這也正是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，用于解決現(xiàn)有技術中無法利用薄板膠接件的固化度檢測其強度的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的建立方法，其包括以下步驟A、建立坐標系，橫坐標表示薄板膠接件的固化度，縱坐標表示薄板膠接件的強度，在坐標系內(nèi)建立薄板膠接件的固化度與強度關系曲線；B、根據(jù)汽車零件標準，查得薄板膠接件相對應的安全強度值，將所述安全強度值通過安全強度線表示在所述步驟A中的坐標系內(nèi)；C、根據(jù)步驟B中的安全強度線和步驟A中薄板膠接件的固化度與強度關系曲線交叉得到所述薄板膠接件相對應的最低固化度^，由所述薄板膠接件的固化度與強度關系曲線、強度線以及最低固化度^構(gòu)成薄板膠接件強度的檢測圖。優(yōu)選地，所述步驟A中薄板膠接件的固化度與強度關系曲線的具體建立步驟為a 建立坐標系，橫坐標表示薄板膠接件的固化度，縱坐標表示薄板膠接件的強度；b 采用實驗的方法對不同固化條件下的薄板膠接頭進行靜態(tài)拉伸試驗，測得薄板膠接頭不同固化條件下的相應強度，所述固化條件指固化時間、固化溫度、暴露條件；c 對所述薄板膠接頭實施差式熱量掃描試驗，測試不同升溫速率下的固化反應熱隨溫度與時間的變化規(guī)律，建立薄板膠接頭的固化動力學模型，來預測薄板膠接頭的固化度；d根據(jù)步驟b和步驟c所得數(shù)據(jù)，把測得的相應固化度下的強度標到步驟a中的坐標系內(nèi)，依此建立固化度與強度關系曲線。
本發(fā)明還提供一種利用上述基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，其包括以下步驟I)根據(jù)上述建立方法建立基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖；2)采用差式熱量掃描實驗測得要檢測的薄板膠接件的固化度值3 ,將測得的固化度值標示到步驟I)中的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖中；3)檢測所述薄板膠接件是否合格若測到的固化度值0高于最低固化度值^，所述檢測圖中對應的所述薄板膠接件的強度大于安全強度值，則所述薄板膠接件強度滿足要求；若測到的固化度值0低于最低固化度值^，所述檢測圖中對應的所述薄板膠接件的強度小于安全強度值，則該薄板膠接件強度不滿足要求。優(yōu)選的，所述步驟2)中的固化度值0的具體測得步驟為首先從所述要檢測的薄板膠接件上取單位質(zhì)量的未固化膠粘劑；然后對所述單位質(zhì)量未固化膠粘擠進行固化試驗，測量單位質(zhì)量未固化膠粘劑完全固化時的反應熱Q，并且對固化試驗后的所述單位質(zhì)量
未固化膠粘劑進行差式熱量掃描，測量膠粘劑單位質(zhì)量殘余反應熱Q1，根據(jù)公式P = ^l
獲得所述要檢測的薄板膠接件的固化度值3 0如上所述，本發(fā)明的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，具有以下有益效果通過實驗得到薄板膠接件固化度與強度的關系曲線，從而建立基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖，最后通過檢測固化度來檢測薄板膠接件強度是否合格；本檢測方法簡單直接，非常直觀的反應檢測薄板膠接件是否合格，為汽車零件生產(chǎn)帶來便利。


圖I顯示為差式熱量掃描典型曲線。圖2顯示為本發(fā)明的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的示意圖。圖3顯示為本發(fā)明利用檢測圖檢測薄板膠接件是否合格的示意圖。元件標號說明I固化度與強度關系曲線2安全強度線3最低固化度線
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖I至圖3。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，所以圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
首先介紹薄板膠接件固化度的測量方法以及基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的建立方法。薄板膠接件固化度的測量方法為對薄板膠接件實施差式熱量掃描試驗，如圖I所示，將反應體系的放熱曲線對時間積分可以得到反應體系固化過程中的放熱量。其中Ht為反應體系t時刻的放熱量，Hg為反應體系t時刻后的殘余反應熱；此時，反應體系的總放熱量Htl為H0 = Ht+Hg(I)針對差式熱量掃描的結(jié)果，其不同反應時刻下的反應體系固化度的計算公式如下
H.5, =~~L(2)
W1,式中，3,即是反應體系固化反應進行到t時刻的固化度；H0為放熱峰的總面積，表示固化反應結(jié)束時的總反應熱。本發(fā)明提供一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的建立方法，其包括以下步驟A、如圖2所示，建立坐標系，橫坐標表示薄板膠接件的固化度，縱坐標表示薄板膠接件的強度，在坐標系內(nèi)建立薄板膠接件的固化度與強度關系曲線I ;該薄板膠接件的固化度與強度關系曲線的具體建立步驟為a 建立坐標系，橫坐標表示薄板膠接件的固化度，縱坐標表示薄板膠接件的強度；b 采用實驗的方法對不同固化條件下的薄板膠接頭進行靜態(tài)拉伸試驗，測得薄板膠接頭不同固化條件下的相應強度，固化條件指固化時間、固化溫度、暴露條件；c 對薄板膠接頭實施差式熱量掃描試驗，測試不同升溫速率下的固化反應熱隨溫度與時間的變化規(guī)律，建立薄板膠接頭的固化動力學模型，來預測薄板膠接頭的固化度，其具體的測量步驟見上述汽車報膠接件固化度的測量方法；d根據(jù)步驟b和步驟c所得數(shù)據(jù)，把測得的相應固化度下的強度標到步驟a中的坐標系內(nèi)，依此建立固化度與強度關系曲線；該固化度與強度關系曲線的建立在論文《韌性結(jié)構(gòu)膠單搭接頭固化過程對其力學性能影響研究》中有提到。B、根據(jù)汽車零件標準，查得薄板膠接件相對應的安全強度值L。，將安全強度值L。通過安全強度線2表示在步驟A中的坐標系內(nèi)；C、根據(jù)步驟B中的安全強度線2和步驟A中薄板膠接件的固化度與強度關系曲線I交叉得到薄板膠接件相對應的最低固化度I，由薄板膠接件的固化度與強度關系曲線I、強度線2以及最低固化度^對應的最低固化度線3構(gòu)成薄板膠接件強度的檢測圖。下面介紹根據(jù)上述方法建立的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的基礎上，運用該檢測圖對薄板膠接件強度進行檢測，其包括以下步驟I)如圖3所示，根據(jù)上述建立方法建立基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖；2)采用差式熱量掃描實驗測得要檢測的薄板膠接件的固化度值5 ,具體測得步驟 為首先從要檢測的薄板膠接件上取單位質(zhì)量的未固化膠粘劑；然后對單位質(zhì)量未固化膠粘擠進行固化試驗，測量單位質(zhì)量未固化膠粘劑完全固化時的反應熱Q，并且對固化試驗后的上述單位質(zhì)量未固化膠粘劑進行差式熱量掃描，測量膠粘劑單位質(zhì)量殘余反應熱Q1，根
O......O
據(jù)公式5 -(3 )獲得上述要檢測的薄板膠接件的固化度值Λ3)將測得的固化度值0標示到步驟I)中的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖中；4)檢測薄板膠接件是否合格若測到的固化度值P高于最低固化度值^，見圖3中A點，在檢測圖中對應的薄板膠接件的強度大于安全強度值，則薄板膠接件強度滿足要求；若測到的固化度值5低于最低固化度值A，見圖3中B點，在檢測圖中對應的薄板膠接件的強度小于安全強度值，則該薄板膠接件強度不滿足要求。綜上所述，本發(fā)明的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，其通過固化度與強度的關系簡單直觀的反應所檢測的薄板膠接件強度是否合格。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的建立方法，其特征在于，包括以下步驟 A、建立坐標系，橫坐標表示薄板膠接件的固化度，縱坐標表示薄板膠接件的強度，在坐標系內(nèi)建立薄板膠接件的固化度與強度關系曲線； B、根據(jù)汽車零件標準，查得薄板膠接件相對應的安全強度值，將所述安全強度值通過安全強度線表示在所述步驟A中的坐標系內(nèi)； C、根據(jù)步驟B中的安全強度線和步驟A中薄板膠接件的固化度與強度關系曲線交叉得到所述薄板膠接件相對應的最低固化度由所述薄板膠接件的固化度與強度關系曲線、強度線以及最低固化度I構(gòu)成薄板膠接件強度的檢測圖。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖的建立方法，其特征在于 所述步驟A中薄板膠接件的固化度與強度關系曲線的具體建立步驟為 a、建立坐標系，橫坐標表示薄板膠接件的固化度，縱坐標表示薄板膠接件的強度； b、采用實驗的方法對不同固化條件下的薄板膠接頭進行靜態(tài)拉伸試驗，測得薄板膠接頭不同固化條件下的相應強度，所述固化條件指固化時間、固化溫度、暴露條件； C、對所述薄板膠接頭實施差式熱量掃描試驗，測試不同升溫速率下的固化反應熱隨溫度與時間的變化規(guī)律，建立薄板膠接頭的固化動力學模型，來預測薄板膠接頭的固化度；d、根據(jù)步驟b和步驟c所得數(shù)據(jù)，把測得的相應固化度下的強度標到步驟a中的坐標系內(nèi)，依此建立固化度與強度關系曲線。
3.一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，其特征在于包括以下步驟 A.根據(jù)權利要求I所述的建立方法建立基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖； B.采用差式熱量掃描實驗測得要檢測的薄板膠接件的固化度值5，將測得的固化度值標示到步驟I)中的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖中； C.檢測所述薄板膠接件是否合格若測到的固化度值5高于最低固化度值A，所述檢測圖中對應的所述薄板膠接件的強度大于安全強度值，則所述薄板膠接件強度滿足要求；若測到的固化度值d低于最低固化度值弋，所述檢測圖中對應的所述薄板膠接件的強度小于安全強度值，則所述薄板膠接件強度不滿足要求。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，其特征在于所述步驟2)中的固化度值0的具體測得步驟為首先從所述要檢測的薄板膠接件上取單位質(zhì)量的未固化膠粘劑；然后對所述單位質(zhì)量未固化膠粘擠進行固化試驗，測量單位質(zhì)量未固化膠粘劑完全固化時的反應熱Q，并且對固化試驗后的所述單位質(zhì)量未固化膠粘劑進行差 式熱量掃描，測量膠粘劑單位質(zhì)量殘余反應熱Q1，根據(jù)公式
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于固化度的薄板膠接件強度的檢測方法，其包括以下步驟A建立基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖；B采用差式熱量掃描實驗測得要檢測的薄板膠接件的固化度值將測得的固化度值標示到步驟A中的基于固化度的薄板膠接件強度的檢測圖中；C檢測薄板膠接件是否合格若測到的固化度值高于最低固化度值，所述檢測圖中對應的薄板膠接件的強度大于安全強度值，則薄板膠接件強度滿足要求；若測到的固化度值低于最低固化度值，檢測圖中對應的薄板膠接件的強度小于安全強度值，則該薄板膠接件強度不滿足要求。本發(fā)明的檢測方法簡單直接，非常直觀的反應檢測薄板膠接件是否合格，為汽車零件生產(chǎn)帶來便利。
文檔編號G01N3/08GK102879268SQ20121034982
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權日2012年5月31日
發(fā)明者林建平, 王培中, 盧志國, 吳泳榮, 吳倩倩 申請人:同濟大學, 通用汽車環(huán)球科技運作有限公司