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，應按規(guī)定的加載速率、和試驗溫度進行。
