结构胶粘接剪切强度试验的影响因素
2009-09-28
剪切强度也称抗剪强度。剪切强度是指粘接体在单位面积上能承受平行于粘接面积的最大负载。剪切强度按实验时粘接体受力的方式，主要分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切、环套剪切和弯曲剪切等。按接头形式可分为单搭接、双搭接及套接等。如果从载荷作用时间区分，则有静态剪切、冲击剪切、持久剪切、疲劳剪切等。以下以最常用单搭接剪切试验为例说明。 A、胶粘剂厚度的影响 在搭接接头中，胶粘剂厚度直接影响剪切强度。一般胶粘剂的厚度增加，伴随着剪切强度的降低。但是过薄的胶层易出现缺胶，缺胶处便成为胶粘界面的缺陷，在受力时，应力易集中，加速了胶膜破裂，反而使剪切强度降低。 B、被粘体厚度及性质的影响 研究表明金属与金属的粘接，胶粘接头的抗剪切强度与被粘体厚度的平方根成正比。从试验中发现，同一种胶粘剂的同一种接头，试片为钢时，抗剪强度大于铝合金，后者又大于镁合金。这时的抗剪强度几乎是随材料的屈服强度成正比关系。 C、剪切强度与搭接长度的影响 对于模量小的胶粘剂由于在拉力作用下，迅速发生形变，减少了应力高度集中的可能性。所以，搭接长度增加时，抗剪强度的减小很少。如果胶粘剂的模量高，则搭接长度的增加将使抗剪强度减小较快。 D、测试温度和加载速率的影响 在试样中，温度的变化首先使胶粘剂的内聚强度改变。升高温度会使胶粘剂的模量降低，一方面使接头的抗剪强度降低，但也使接头应力集中程度降低。两种因素的综合结果才反映到测试结果上，到底是使抗剪强度提高或降低与胶粘剂的本性有关。如温度变化范围在玻璃态向高弹态转变的温度范围，则抗剪强度出现一个最高值，在玻璃化温度以上再升高温度则强度降低。 从材料破坏的机理来看，对于低弹性率的材料，加载的低速相当于在高温测试，即低速=高温；而对高弹性的材料，高速=低温。在常规测试中，应按规定的加载速率、和试验温度进行。
