一種用于片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及粘接性能測試領(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)具有工藝簡便、經(jīng)濟高效，減輕車身重量、降低能耗，緩振降噪， 連接件上應(yīng)力分布相對均勻，適用材料廣泛及可實現(xiàn)異種材料連接，外觀整齊等諸多優(yōu)點。
[0003] 近年W來，隨著粘接劑的快速發(fā)展和人們對車輛的舒適性、安全性、輕量化的要求 越來越高，粘接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用日益廣泛。同時由于各種新型材料如碳纖維、侶合 金、復合材料等在車輛制造行業(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，在異種材料的連接中應(yīng)用 日益廣泛，但有關(guān)粘接劑相對于片狀基材的粘接性能方面仍缺少實驗研究，尤其是拉剪組 合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑相對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主要包括拉伸試驗、薄片剪切試驗、剝離試驗等。在薄 片剪切試驗中，拉伸加載時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)比較復雜的應(yīng)力狀態(tài)，不能作為評價粘接劑在純剪切應(yīng)力 狀態(tài)下粘接性能的依據(jù)。為此本實用新型設(shè)計了一種W侶合金為材料的加載塊，保證了在 試驗過程中試件不發(fā)生彎曲變形，作用在粘接面上的載荷不會發(fā)生變化，同時考慮到部分 材料加工成大尺寸塊狀試件不僅操作難度大，而且增加試驗成本，容易造成浪費，因此將運 些材料加工成片狀基材，通過在侶合金加載塊上粘接片狀基材，達到測試粘接劑相對于片 狀基材粘接性能的目的。
[0006] 而在剝離試驗中，粘接膠層主要受拉應(yīng)力作用，不能全面反映車身結(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。為此本實用新型不僅設(shè)計了用于測試純拉 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，同時根據(jù)不同的 拉剪比，設(shè)計了用于測試拉剪組合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑粘接性能的侶合金加載塊，通過在不 同拉剪比的侶合金加載塊上粘接片狀基材，達到測試拉剪組合應(yīng)力狀態(tài)下粘接劑相對于片 狀基材的粘接性能的目的。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型設(shè)計開發(fā)了一種用于片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測試裝置。
[0008] 本實用新型的目的是通過在侶合金加載塊上粘接的片狀基材來達到研究目的的 實驗裝置，能夠有效的用于測試某種粘接劑相對于片狀基材之間的粘接性能，并對其進行 評價，同時也能夠?qū)θ我饫艚M合的試驗組件進行測試等特點。
[0009] 本實用新型提供的技術(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組件；W及
[0013] 拉伸試驗組件加載組件，其包括試驗機加載連接件、試驗組件連接件及連接裝 置；
[0014] 其中，連接裝置、試驗組件連接件和試驗機加載連接件依次連接；所述試驗組件通 過所述連接裝置與所述試驗組件連接件相連，所述試驗機加載連接件與試驗機相連，進行 拉伸試驗。
[0015] 優(yōu)選的是，所述加載塊為純拉伸試驗組件加載塊、純剪切試驗組件加載塊或拉剪 組合試驗組件加載塊；
[0016] 其中，所述純拉伸試驗組件加載塊，其粘接表面與軸線垂直；所述純剪切試驗組件 加載塊，其粘接表面與軸線平行；所述拉剪組合試驗組件加載塊，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行滾花處理。
[0021] 優(yōu)選的是，所述試驗組件連接件為"U"型連接件，所述連接裝置為銷軸。
[0022] 優(yōu)選的是，所述銷軸與所述"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] 本實用新型所述的有益效果：
[00巧]1、通過在侶合金加載塊上粘接的一定厚度的片狀基材，保證了試件在試驗加載過 程中不會出現(xiàn)彎曲變形，作用在粘接面上的載荷保持恒定不變，能夠有效的測試某種粘接 劑相對于片狀基材之間的粘接性能，并對其進行評價；
[00%] 2、能夠測試及校核不同拉剪組合應(yīng)力狀態(tài)下的粘接劑相對于片狀基材的粘接性 能，能夠為任意復雜工況下的粘接劑粘接性能評價提供參考依據(jù)；
[0027] 3、采用在侶合金加載塊上粘接的片狀基材，能夠重復使用侶合金加載塊塊，有效 的減少了試驗成本，降低了加工試件的難度，同時片狀基材的設(shè)計解決了某些材料不易加 工成大尺寸塊狀試件的問題，能夠測試及評價粘接劑相對于的粘接性能；
[0028] 4、本實用新型中設(shè)及的試驗裝置在實際操作過程通過中能有效的保證膠層厚度 和粘接精度，在拉伸試驗試件加載組件中，上下"U"型連接件中的兩對銷軸呈十字垂直布 置，不僅結(jié)構(gòu)簡單，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 加載過程僅受軸向力；
[0029] 5、在粘接過程中使用游標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。
【附圖說明】
[0030] 圖1是薄片剪切試驗被粘物變形示意圖。
[0031] 圖2是純拉伸試驗組件示意圖。
[0032] 圖3是純剪切試驗組件示意圖。
[0033] 圖4是拉剪組合試驗組件示意圖。
[0034] 圖5是拉伸試驗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。
【具體實施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明 書文字能夠據(jù)W實施。 W48] 如圖2、圖3、圖4、圖5所示，W某種車用粘結(jié)劑為例，本實用新型提供了一種用于 片狀基材的粘結(jié)劑粘接性能測試裝置，其包括：用于測試粘結(jié)劑粘接性能的片狀基材200、 用于將測試的片狀基材200粘接固定后形成試驗組件100的侶合金加載塊101W及拉伸試 驗組件加載組件400;試驗組件100包括純拉伸試驗組件110、純剪切試驗組件120及拉剪 組合試驗組件130;拉伸試驗組件加載組件400包括上試驗機加載連接件411、下拉伸試驗 組件加載組件412、上連接件421、下連接件422及連接裝置430;試驗組件100通過連接裝 置430分別與上連接件421及下連接件422相連，拉伸試驗組件加載組件400分別通過上 試驗機加載連接件411及下拉伸試驗組件加載組件412與試驗機相連，進行拉伸斷裂破壞 試驗；侶合金加載塊101包括純拉伸試驗組件加載塊111、純剪切試驗組件加載塊121及拉 剪組合試驗組件加載塊131;其中，純拉伸試驗組件110由純拉伸試驗組件加載塊111、片狀 基材200及純拉伸試驗組件加載塊111組成，純拉伸試驗組件加載塊111通過粘接劑300 粘接在片狀基材200的兩個端面，純拉伸試驗組件加載塊111的粘接表面與軸線垂直；純剪 切試驗組件120由純剪切試驗組件加載塊121、片狀基材200及純拉伸試驗組件加載塊121 組成，純剪切試驗組件加載塊121通過粘接劑300粘接在片狀基材200的兩個端面，純剪切 試驗組件加載塊121的粘接表面與軸線平行；拉剪組合試驗組件130由拉剪組合試驗組件 加載塊131、片狀基材200及拉剪組合試驗組件加載塊131組成，拉剪組合試驗組件加載塊 131通過粘接劑300粘接在片狀基材200的兩個端面，拉剪組合試驗組件加載塊131的粘接 表面與與軸線的角度為〇°<α1< 90°;在本實施例中，圖4選取了一個固定的角度作為代 表性說明。
[0049] 在另一種實施例中，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 時對侶合金加載塊1