拉伸应力检测(胶粘剂拉伸强度试验方法)

Posted 2023-05-27

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拉伸应力检测(胶粘剂拉伸强度试验方法)

试验对于材料科学和工程的各个方面都十分重要，且对胶粘剂的重要性尤为突出。试验不仅能测定胶粘剂的本身强度，还能评价粘接技术、表面清洁、表面处理的有效性、表面腐蚀、胶粘剂涂布、胶层厚度和固化条件等。胶粘剂常规检验项目包括拉伸、剪切、剥离、弯曲、冲击和劈裂强度，耐久性、疲劳、耐环境性和传导性等，下面首先来介绍一下胶粘剂拉伸强度试验方法。

一、拉伸强度试验(条型和棒状)

拉伸强度试验又叫正拉强度试验或均匀扯离强度试验。当拉伸应力与胶接面互相垂直，并且通过胶接面中心均匀地分布在整个胶接面上，这一应力均匀拉伸应力，又称正拉伸应力，根据ISO4587和GB/T7124-2008《胶粘剂拉伸剪切强度的测定（刚性材料对刚性材料）》规定，该试验方法如下：

1、原理

由两根棒状被粘物对接构成的接头，其胶接面和试样纵轴垂直，拉伸力通过试样纵轴传至胶接面直至破坏，以单位胶接面积所承受的最大载荷计算其拉伸强度。

2、制样

（1）试样粘结面长度为12.5mm±0.25mm试片主轴方向应与金属胶接件的切割方向一致。

（2）试样可用平板制备，也可单片制备。在选择不同的制备方式时，应考虑到机加工中，试样是否会被机械破坏（包括加热过度）。在单片制备试样时应特别小心，确保两被粘接试片精确对齐，尽可能使胶层厚度均匀，一致。

（3）典型的胶层厚度为0.2mm。胶层厚度可用插入间隔导线或小玻璃球来控制。如果使用间隔导线，则导线应该平行于施力方向，使导线对粘接部位的影响最小。

（4）胶接件表面应适当处理以适宜粘接。表面处理方法可遵照制造说明或其他适用的标准（ISO17212）。胶粘剂的应用和固化应按其制造厂商的要求或其他适当的材料标准进行。在胶接过程中压出来的溢胶需及时清理。

3、仪器设备

（1)试验机主机

试验机应能保证恒定的拉伸速度，破坏负荷应在所选刻度盘容量的10%-80%范围内。拉力机的响应时间应短至不影响测量精度，应能测得试样断裂时的破坏载荷，其测量误差不大于1%，使用万测TSE104B微机控制电⼦万能试验机可完成试验。

万测TSE104B微机控制电⼦万能试验机

TestStar®新秀®微机控制电子万能试验机具有结构紧凑、简单易用等特点，可应用于最大载荷10kN的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等测力试验。主机采用高强度的立柱支撑，高精度滚珠丝杆传动，具有很高的刚性和良好的线性运动特性。选配不同量程的载荷传感器，可以为小到微米级的纤维，大到满载的结构件等试样提供精准的测量数据。此外，丰富的夹具工装、变形测量等附件，几乎可以满足客户所有需求。配套的灵活易用的TestPilot软件，使用户试验过程更加轻松。试验解决方案涵盖医疗设备、生物材料、纺织品、弹性体、食品、小型部件、线材、纸、塑料、薄膜等。

（2）夹具

除了能满足加载时可与试样的轴线和加载方向保持一致的试验机，能够自动对中的万测WZTC103A 粘接剂拉伸夹具也是必不可少的。

万测WZTC103A 粘接剂拉伸夹具

该夹具最大载荷1kN，是通过拉伸载荷测试粘接剂的强度，上夹具带有万向结构，这样可以使扭转错位降低到最小化；夹具通过台肩的方式夹持，可以快速的插入粘接块和进行拉伸测试试验。设计坚固耐用，易维护。

4、试验步骤

（1）试验在正常状态下，金属试样从试样制备完毕到测试之间，最短停放时间为16h，最长为1个月，非金属试样至少停放40h，试样应在试验环境下停放30min以上。

（2）将试样对称地夹在夹具上，夹持处至距离最近的粘接端的距离为50mm±1mm。夹具中可使用垫片，以保证作用力在粘接面内。

（3）拉力试验机以恒定的测试速度进行试验，使一般破坏时间介于65s±20 s。

（4）若拉力机可以恒定速率加载，将剪切力变化速率定在每分钟8.3MPa～9.7MPa之间。记录试样剪切破坏的最大负荷作为破坏载荷。按GB/T 16997中的规定记录破坏类型。

5、结果评定

试验结果以5个试样拉伸强度算术平均值表示，取3位有效数字。

同时应记下每个试样的破坏类型，如界面破坏，胶层内聚破坏，被粘物破坏与混合破坏。

二、不均匀拉伸试验

不均匀拉伸试验其特征是拉伸应力的作用线虽然通过试样中心，但受力时胶接面上的应力分布是不均匀的。不均匀拉伸接头是航空工业中常采用的一种胶接结构，如飞机机翼蒙皮和翼肋，长珩的胶接，直升飞机旋翼的胶接等工作状态主要承受拉伸应力作用，而且在大多情况下是在不均匀拉伸应力的条件下工作的，因此测定胶接接头的不均匀拉伸强度有一定的实际意义。不均匀拉伸强度的测定在一定程度下反映了胶粘剂的韧性，因此也能反映出各种胶接材料对胶缝应力集中的敏感程度。本方法参照GJB94-1986。

1、原理

由一块刚性金属厚块与一块挠性金属薄片被粘物对接组成的胶接接头，在承受不均匀拉伸载荷时，直至试样破坏。以单位长度上所承受的最大负荷计算不均匀拉伸强度。

2、仪器设备

万测TSE104B微机控制电⼦万能试验机和WZTC103A 粘接剂拉伸夹具。

3、试验步骤

(1）试件与试样制备按胶粘剂技术条件中规定将试件胶接，形成试样。试样固化后，在(23±2)℃至少放置16h后，才进行拉伸。拉伸前必须清除余胶。

(2）试验在(23±2)℃下进行，空气中相对湿度为(50±5)%。

(3）若不能满足上述条件，则应在报告中注明。测量胶接处试片宽度，精确到0.01mm，取两侧测量结果平均值。将试样装入拉力机夹具，其两端夹紧处之间的距离为(200±1)mm，并保证试样厚块边缘分别至两端夹紧处的距离差值不大于0.5mm。以5-15mm/min的速度加载，直至破坏。

4、结果评定

试验结果计算到3位有效数字。以5个试样的测试结果的算术平均值作为试验结果，取三位有效数字。

其标准误差S，离散系数CV也应同时报告。标准误差与离散系数取两位有效数字。