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区后安装于粘接模具中,按照工艺进行固化,然后取出,将测试夹具与CMT5105型万能试验机(深圳新三思计量技术有限公司)连接并安装应变测量的引伸计,以确保加载中心线经过胶层。应变测量仪器选用引伸计,根据试验温度不同,分别使用室、高温(180℃)和低温(55℃)引伸计(西安世纪测控技术研究所)。试样粘接板选择弹性模量较高的铝板,其设计尺寸(长×宽×厚)为150mm×20mm×15mm。试验前对铝板粘接部位用1000目砂纸打磨增加表面粗糙度,然后超声清洗10。
试验机加载速度为:05mmmi
。记录载荷和对应变形直至试样破坏。剪切模量G由公式(1)计算,剪切强度τ由公式(2)计算。
式中:A胶接面积;Pmax破坏载荷;η胶层厚度;θ为载荷形变曲线对应01Pmax处的割线与水平轴的夹角。
13实验内容
选用环氧胶A,胶接长度通过预试验选定为15mm,试验中胶层厚度控制在01~10mm之间,便于研究胶层厚度对剪切性能的影响。
选用相同的胶接面积和胶层厚度,考查该测试方法在3个典型试验温度(室温、125℃和55℃)下的适应性。
2结果与分析
21拉伸剪切载荷形变关系
图3为测试得到的典型拉伸载荷形变曲线,曲线形变在0~0125mm内,初始段载荷与变形有较好的线性关系,符合胶粘剂模量计算的要求。观察典型胶接结构破坏后的试样外观可以看出,破坏模式都为混合破坏,属于合理有效破坏模式10,11。说明该测试方法的夹具设计合理,可以确保胶层均匀加载和有效破坏。
22温度对剪切性能的影响
对3种胶粘剂在不同温度条件下的剪切强度和剪切模量进行测试,结果如表1所示。由表1可知:3种环境温度下试验数据的离散性较小,结果均比较稳定,说明该测试方法对试验环境温度有较好的适应性;由表1还可知,环氧胶粘剂A、B、C在3种温度条件下的剪切强度和剪切模量存在很大差异,低温下能够保持较高的剪切强度与剪切模量,升高温度后剪切强度和剪切模量下降,特别是温度升高至125℃时,剪切强度和剪切模量大幅度下降,离散程度增加,这可能与胶粘剂达到了玻璃化转变温度成为高弹态有关。
f23胶层厚度对剪切性能的影响
胶层厚度对环氧胶粘剂A剪切强度和剪切模量的影响
所示。
胶层厚度在015~050mm(图中红色圆圈标识)时,剪切模量试验数据分布的离散性较小,数据相对比较稳定;当胶层厚度增加到050~10mm时,剪切模量试验数据分布的离散性明显增加,稳定性下降。由此表明,剪切模量随胶层厚度的增加,整体呈显著增加趋势,稳定性下降,总体剪r
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