一種用于片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及粘接性能測(cè)試領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于片狀基材的粘結(jié)劑粘接性 能測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 粘接技術(shù)是工程中常用的一種材料連接技術(shù)。同傳統(tǒng)的焊接、馴接、螺栓連接等其 他連接方式相比，粘接技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)高效，減輕車(chē)身重量、降低能耗，緩振降噪， 連接件上應(yīng)力分布相對(duì)均勻，適用材料廣泛及可實(shí)現(xiàn)異種材料連接，外觀整齊等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 近年W來(lái)，隨著粘接劑的快速發(fā)展和人們對(duì)車(chē)輛的舒適性、安全性、輕量化的要求 越來(lái)越高，粘接技術(shù)在汽車(chē)制造中的應(yīng)用日益廣泛。同時(shí)由于各種新型材料如碳纖維、侶合 金、復(fù)合材料等在車(chē)輛制造行業(yè)的使用率大大提高，粘接技術(shù)作為一種新型的材料連接技 術(shù)，在異種材料的連接中扮演著越來(lái)越重要的角色。
[0004] 雖然粘接技術(shù)與傳統(tǒng)材料連接方式相比具有諸多優(yōu)勢(shì)，在異種材料的連接中應(yīng)用 日益廣泛，但有關(guān)粘接劑相對(duì)于片狀基材的粘接性能方面仍缺少實(shí)驗(yàn)研究，尤其是拉剪組 合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑相對(duì)于片狀基材之間的粘接性能，在工程中缺乏有效的研究手段。
[0005] 目前粘接劑的粘接性能試驗(yàn)主要包括拉伸試驗(yàn)、薄片剪切試驗(yàn)、剝離試驗(yàn)等。在薄 片剪切試驗(yàn)中，拉伸加載時(shí)薄板被粘物容易被拉彎，被粘物變形圖如圖1所示。易造成粘接 區(qū)域所受載荷不為純剪切，出現(xiàn)比較復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，不能作為評(píng)價(jià)粘接劑在純剪切應(yīng)力 狀態(tài)下粘接性能的依據(jù)。為此本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種W侶合金為材料的加載塊，保證了在 試驗(yàn)過(guò)程中試件不發(fā)生彎曲變形，作用在粘接面上的載荷不會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)考慮到部分 材料加工成大尺寸塊狀試件不僅操作難度大，而且增加試驗(yàn)成本，容易造成浪費(fèi)，因此將運(yùn) 些材料加工成片狀基材，通過(guò)在侶合金加載塊上粘接片狀基材，達(dá)到測(cè)試粘接劑相對(duì)于片 狀基材粘接性能的目的。
[0006] 而在剝離試驗(yàn)中，粘接膠層主要受拉應(yīng)力作用，不能全面反映車(chē)身結(jié)構(gòu)中廣泛存 在的拉剪組合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑的粘接性能。為此本實(shí)用新型不僅設(shè)計(jì)了用于測(cè)試純拉 伸、純剪切應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑粘接性能的純拉伸和純剪切侶合金加載塊，同時(shí)根據(jù)不同的 拉剪比，設(shè)計(jì)了用于測(cè)試?yán)艚M合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑粘接性能的侶合金加載塊，通過(guò)在不 同拉剪比的侶合金加載塊上粘接片狀基材，達(dá)到測(cè)試?yán)艚M合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑相對(duì)于片 狀基材的粘接性能的目的。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種用于片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測(cè)試裝置。
[0008] 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)在侶合金加載塊上粘接的片狀基材來(lái)達(dá)到研究目的的 實(shí)驗(yàn)裝置，能夠有效的用于測(cè)試某種粘接劑相對(duì)于片狀基材之間的粘接性能，并對(duì)其進(jìn)行 評(píng)價(jià)，同時(shí)也能夠?qū)θ我饫艚M合的試驗(yàn)組件進(jìn)行測(cè)試等特點(diǎn)。
[0009] 本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：
[0010] 一種用于片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測(cè)試裝置，包括： W11] 片狀基材，其厚度為0.8mm~2. 8mm;
[0012] 加載塊，其用于和所述片狀基材粘接固定后形成試驗(yàn)組件；W及
[0013] 拉伸試驗(yàn)組件加載組件，其包括試驗(yàn)機(jī)加載連接件、試驗(yàn)組件連接件及連接裝 置；
[0014] 其中，連接裝置、試驗(yàn)組件連接件和試驗(yàn)機(jī)加載連接件依次連接；所述試驗(yàn)組件通 過(guò)所述連接裝置與所述試驗(yàn)組件連接件相連，所述試驗(yàn)機(jī)加載連接件與試驗(yàn)機(jī)相連，進(jìn)行 拉伸試驗(yàn)。
[0015] 優(yōu)選的是，所述加載塊為純拉伸試驗(yàn)組件加載塊、純剪切試驗(yàn)組件加載塊或拉剪 組合試驗(yàn)組件加載塊；
[0016] 其中，所述純拉伸試驗(yàn)組件加載塊，其粘接表面與軸線垂直；所述純剪切試驗(yàn)組件 加載塊，其粘接表面與軸線平行；所述拉剪組合試驗(yàn)組件加載塊，其粘接表面與軸線的角度 為 0〇<α1< 90〇。
[0017] 優(yōu)選的是，所述加載塊為侶合金材質(zhì)。
[0018] 優(yōu)選的是，所述片狀基材為不誘鋼材質(zhì)。
[0019] 優(yōu)選的是，所述不誘鋼片狀基材的厚度為0. 8mm~2. 8mm。
[0020] 優(yōu)選的是，所述加載塊及所述片狀基材的粘接面進(jìn)行滾花處理。
[0021] 優(yōu)選的是，所述試驗(yàn)組件連接件為"U"型連接件，所述連接裝置為銷(xiāo)軸。
[0022] 優(yōu)選的是，所述銷(xiāo)軸與所述"U"型連接件呈十字垂直布置。
[0023] 優(yōu)選的是，其特征在于，所述加載塊粘結(jié)在所述片狀基材兩邊，所述加載塊與所述 片狀基材兩邊端面之間的膠層厚度均為1. 2mm。
[0024] 本實(shí)用新型所述的有益效果：
[00巧]1、通過(guò)在侶合金加載塊上粘接的一定厚度的片狀基材，保證了試件在試驗(yàn)加載過(guò) 程中不會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，作用在粘接面上的載荷保持恒定不變，能夠有效的測(cè)試某種粘接 劑相對(duì)于片狀基材之間的粘接性能，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)；
[00%] 2、能夠測(cè)試及校核不同拉剪組合應(yīng)力狀態(tài)下的粘接劑相對(duì)于片狀基材的粘接性 能，能夠?yàn)槿我鈴?fù)雜工況下的粘接劑粘接性能評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)；
[0027] 3、采用在侶合金加載塊上粘接的片狀基材，能夠重復(fù)使用侶合金加載塊塊，有效 的減少了試驗(yàn)成本，降低了加工試件的難度，同時(shí)片狀基材的設(shè)計(jì)解決了某些材料不易加 工成大尺寸塊狀試件的問(wèn)題，能夠測(cè)試及評(píng)價(jià)粘接劑相對(duì)于的粘接性能；
[0028] 4、本實(shí)用新型中設(shè)及的試驗(yàn)裝置在實(shí)際操作過(guò)程通過(guò)中能有效的保證膠層厚度 和粘接精度，在拉伸試驗(yàn)試件加載組件中，上下"U"型連接件中的兩對(duì)銷(xiāo)軸呈十字垂直布 置，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，能夠承受較大載荷，而且能消除側(cè)向載荷和彎矩，保證試件在 加載過(guò)程僅受軸向力；
[0029] 5、在粘接過(guò)程中使用游標(biāo)卡尺控制侶合金加載塊與片狀基材之間的粘接膠層厚 度，能夠避免傳統(tǒng)粘接中由于使用玻璃珠控制粘接厚度而造成的應(yīng)力集中等其他不良影 響。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1是薄片剪切試驗(yàn)被粘物變形示意圖。
[0031] 圖2是純拉伸試驗(yàn)組件示意圖。
[0032] 圖3是純剪切試驗(yàn)組件示意圖。
[0033] 圖4是拉剪組合試驗(yàn)組件示意圖。
[0034] 圖5是拉伸試驗(yàn)試件加載組件示意圖。
[0035] 圖6是拉剪組合侶合金加載塊法向正應(yīng)力σ、切向剪應(yīng)力τ示意圖。
[0036] 圖7是純拉伸侶合金加載塊示意圖。
[0037] 圖8是純剪切侶合金加載塊示意圖。
[0038] 圖9是拉剪組合的侶合金加載塊示意圖。
[0039] 圖10是片狀基材示意圖。
[0040] 圖11是粘接表面與軸線之間夾角分別14.04°、23. 20。、33.69。、45.00。、 56. 30°、66. 80°、75. 96°的侶合金加載塊。
[0041] 圖12是純拉伸機(jī)拉剪組合試件粘接夾具示意圖。
[0042] 圖13是純剪切試件粘接夾具示意圖。
[0043] 圖14是純拉伸試件粘接形式示意圖。
[0044] 圖15是純剪切試件粘接形式示意圖。
[0045] 圖16是拉剪組合試件粘接形式示意圖。
[0046]圖17為拉剪比與單位面積斷裂載荷的關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明 書(shū)文字能夠據(jù)W實(shí)施。 W48] 如圖2、圖3、圖4、圖5所示，W某種車(chē)用粘結(jié)劑為例，本實(shí)用新型提供了一種用于 片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測(cè)試裝置，其包括：用于測(cè)試粘結(jié)劑粘接性能的片狀基材200、 用于將測(cè)試的片狀基材200粘接固定后形成試驗(yàn)組件100的侶合金加載塊101W及拉伸試 驗(yàn)組件加載組件400;試驗(yàn)組件100包括純拉伸試驗(yàn)組件110、純剪切試驗(yàn)組件120及拉剪 組合試驗(yàn)組件130;拉伸試驗(yàn)組件加載組件400包括上試驗(yàn)機(jī)加載連接件411、下拉伸試驗(yàn) 組件加載組件412、上連接件421、下連接件422及連接裝置430;試驗(yàn)組件100通過(guò)連接裝 置430分別與上連接件421及下連接件422相連，拉伸試驗(yàn)組件加載組件400分別通過(guò)上 試驗(yàn)機(jī)加載連接件411及下拉伸試驗(yàn)組件加載組件412與試驗(yàn)機(jī)相連，進(jìn)行拉伸斷裂破壞 試驗(yàn)；侶合金加載塊101包括純拉伸試驗(yàn)組件加載塊111、純剪切試驗(yàn)組件加載塊121及拉 剪組合試驗(yàn)組件加載塊131;其中，純拉伸試驗(yàn)組件110由純拉伸試驗(yàn)組件加載塊111、片狀 基材200及純拉伸試驗(yàn)組件加載塊111組成，純拉伸試驗(yàn)組件加載塊111通過(guò)粘接劑300 粘接在片狀基材200的兩個(gè)端面，純拉伸試驗(yàn)組件加載塊111的粘接表面與軸線垂直；純剪 切試驗(yàn)組件120由純剪切試驗(yàn)組件加載塊121、片狀基材200及純拉伸試驗(yàn)組件加載塊121 組成，純剪切試驗(yàn)組件加載塊121通過(guò)粘接劑300粘接在片狀基材200的兩個(gè)端面，純剪切 試驗(yàn)組件加載塊121的粘接表面與軸線平行；拉剪組合試驗(yàn)組件130由拉剪組合試驗(yàn)組件 加載塊131、片狀基材200及拉剪組合試驗(yàn)組件加載塊131組成，拉剪組合試驗(yàn)組件加載塊 131通過(guò)粘接劑300粘接在片狀基材200的兩個(gè)端面，拉剪組合試驗(yàn)組件加載塊131的粘接 表面與與軸線的角度為〇°<α1< 90°;在本實(shí)施例中，圖4選取了一個(gè)固定的角度作為代 表性說(shuō)明。
[0049] 在另一種實(shí)施例中，加載塊101為侶合金材質(zhì)，片狀基材200的材質(zhì)為不誘鋼，同 時(shí)對(duì)侶合金加載塊1