CN105842159A - 多角度界面粘接强度测试装置及其测试方法 - Google Patents

多角度界面粘接强度测试装置及其测试方法 Download PDF

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吴斌
刘兰兰
张�浩
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Abstract

本发明公开了一种多角度界面粘接强度测试装置及其测试方法，该装置包括两组连接柱和安装面板，两组安装面板之间设有固定待测试试件的插孔和凹槽，所述安装面板上设有多个通孔，连接柱通过通孔与安装面板固定连接。两组安装面板之间还设有定位板，安装面板上均设有与定位板配合的定位槽。该装置功能齐全，结构简单、体积小、拆卸安装方便，具有很强的通用性，稍作改变，可实现多个角度粘接强度性能测试，达到多角度地表征和考核界面粘接性能的目的。

Description

多角度界面粘接强度测试装置及其测试方法
技术领域
本发明属于界面粘接性能测试技术领域，具体涉及一种多角度界面粘接强度测试装置及其测试方法。
背景技术
在固体火箭发动机设计与制造过程中，界面粘接性能是其关键技术指标，直接关系到产品安全性、可靠性以及使用寿命。目前，通常采用扯离法和剪切法进行性能验证与表征，其实分别表征垂直和平行于粘接面方向施加拉力时，试样破坏时所达到的应力。固体火箭发动机在存储、运输、使用过程中受到多种载荷的共同作用，应力的方向是复杂多变的，采用单一的方法无法准确地表征和考核界面粘接性能。
传统方法中需要测试特定角度的界面粘接强度时，通常是将试样做成一定角度，其试样制作复杂，测试精度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种多角度界面粘接强度测试装置及其测试方法，通过该装置及方法能够达到多角度地表征和考核界面粘接性能的目的。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种多角度界面粘接强度测试装置，包括两组连接柱和安装面板，两组安装面板之间设有固定待测试试件的插孔和凹槽，所述安装面板上设有多个通孔，连接柱通过通孔与安装面板固定连接。
进一步的，两组安装面板之间还设有定位板，安装面板上均设有与定位板配合的定位槽。所述定位板为L型；进一步的，定位板的两侧也加工了定位凹槽，定位板的凹槽与安装面板的定位槽配合，起到限位作用，可以确保安装完毕后2块安装面板在同一个平面上，受力时不会发生扭转。
进一步的，所述安装面板为1/4个圆形，多个通孔沿着圆周设置。由于通孔沿着圆周均布，使用不同角度的通孔，就可以获得不同的偏转角，从而能够确保不同角度界面粘接强度的测试，可以多设置几组，从而获得更多的所需的偏转角。
进一步的，所述待测试试件的中心通过螺纹柱穿插后安装到安装面板的插孔内，螺纹柱的两端位于凹槽内，螺纹柱的两端还安装螺母固定。待测试试件包括两个试件和试样，试样粘接在两个试件之间，试件可以是圆形，也可以是方形。
进一步的，所述螺母为滚花螺母。
进一步的，所述连接柱的一端为圆柱，另一端设有内凹的卡槽，卡槽的两侧设有用于固定安装面板的固定孔。圆柱端还设有连接孔，用于与拉伸设备连接。
进一步的，所述卡槽的深度大于安装面板的边缘到通孔的距离；确保安装面板上任意位置的通孔均可以与连接柱的卡槽进行固定连接。
采用所述的装置测试试件界面粘接强度的方法，具体步骤为：
1）先在待测试试件的中心穿入螺纹柱，将螺纹柱穿过两组安装面板的插孔，螺纹柱的两端位于凹槽内，然后在螺纹柱的两端安装螺母进行固定，并将两组安装面板固定，再根据测试要求，选择合适位置的通孔，将连接柱通过通孔与安装面板连接固定，最后将连接柱安装到拉伸机上连接，即可进行测试；
2）测试时，调整角度进行拉伸试验，偏转角度计为α，试验中记录的最大力值计为F，试样粘接面积计为A，按下列公式来计算粘接试件不同角度受力剪切强度和扯离强度即可；
剪切强度=（F/A）sinα
扯离强度=（F/A）cosα。
本发明具有以下有益效果：
1）该装置功能齐全，结构简单、体积小、拆卸安装方便，具有很强的通用性，稍作改变，可实现多个角度粘接强度性能测试。可以完成待测试试件0°～90°之间的多个不同角度粘接性能的测试，采用规定的公式计算剪切强度或扯离强度。
2）采用该装置及测试方法能够较好地表征与考核固体火箭发动机界面在不同角度地粘接强度。
3）此装置以及测试方法已在多个产品的界面粘接性能监控和评估中进行多次运用，取得了良好的效果。
附图说明
图1为本发明提供装置的使用状态示意图。
图2为安装面板的结构示意图。
图3为连接柱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图1-3来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
一种多角度界面粘接强度测试装置，包括两组连接柱1和安装面板2，两组安装面板2之间设有固定待测试试件6的插孔3和凹槽4，所述安装面板2上设有多个通孔5，连接柱1通过通孔5与安装面板2固定连接。
进一步的，两组安装面板2之间还设有定位板7，安装面板2上均设有与定位板配合的定位槽8。
进一步的，所述定位板为L型。
进一步的，所述安装面板2为1/4个圆形，通孔5沿着圆周设置。
进一步的，所述待测试试件6的中心通过螺纹柱9穿插后安装到安装面板2的插孔3内，螺纹柱的两端位于凹槽4内，螺纹柱的两端还安装螺母10固定。
进一步的，所述螺母10为滚花螺母。
进一步的，所述连接柱的一端为圆柱，另一端设有内凹的卡槽11，卡槽11的两侧设有用于固定安装面板的固定孔12。
进一步的，所述卡槽11的深度大于安装面板2的边缘到通孔的距离。
采用所述的装置测试试件界面粘接强度的方法，具体步骤为：
1）先在待测试试件的中心穿入螺纹柱，将螺纹柱穿过两组安装面板的插孔，螺纹柱的两端位于凹槽内，然后在螺纹柱的两端安装螺母进行固定，并将两组安装面板固定，再根据测试要求，选择合适位置的通孔，将连接柱通过通孔与安装面板连接固定，最后将连接柱安装到拉伸机上连接，即可进行测试；
2）测试时，调整角度进行拉伸试验，偏转角度计为α，试验中记录的最大力值计为F，试样粘接面积计为A，按下列公式来计算粘接试件不同角度受力剪切强度和扯离强度即可；
剪切强度=（F/A）sinα
扯离强度=（F/A）cosα。
实施例1：
试样为橡胶，制作时，将橡胶用胶粘剂粘接在两个试件中间，成为待测试试件，安装在该装置上进行多角度测试。
当偏转角为0度，F为100N，A为4cm2，剪切强度为0，扯离强度为25 N/ cm2；
偏转角为30度，F为100N，A为4cm2，剪切强度为12.5 N/ cm2，扯离强度为21.7N/ cm2；
偏转角为60度，F为100N，A为4cm2，剪切强度为21.7 N/ cm2，扯离强度为12.5 N/ cm2；
偏转角为90度，F为100N，A为4cm2，剪切强度为25 N/ cm2，扯离强度为0。

Claims (9)

1. 一种多角度界面粘接强度测试装置，其特征在于：包括两组连接柱（1）和安装面板（2），两组安装面板（2）之间设有固定待测试试件（6）的插孔（3）和凹槽（4），所述安装面板（2）上设有多个通孔（5），连接柱（1）通过通孔（5）与安装面板（2）固定连接。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于：两组安装面板（2）之间还设有定位板（7），安装面板（2）上均设有与定位板配合的定位槽（8）。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述定位板为L型。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述安装面板（2）为1/4个圆形，通孔（5）沿着圆周设置。
5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述待测试试件（6）的中心通过螺纹柱（9）穿插后安装到安装面板（2）的插孔（3）内，螺纹柱的两端位于凹槽（4）内，螺纹柱的两端还安装螺母（10）固定。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述螺母（10）为滚花螺母。
7. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述连接柱的一端为圆柱，另一端设有内凹的卡槽（11），卡槽（11）的两侧设有用于固定安装面板的固定孔（12）。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述卡槽（11）的深度大于安装面板（2）的边缘到通孔的距离。
9. 采用权利要求1-8任意一项所述的装置测试试件界面粘接强度的方法，其特征在于，具体步骤为：
1）先在待测试试件的中心穿入螺纹柱，将螺纹柱穿过两组安装面板的插孔，螺纹柱的两端位于凹槽内，然后在螺纹柱的两端安装螺母进行固定，并将两组安装面板固定，再根据测试要求，选择合适位置的通孔，将连接柱通过通孔与安装面板连接固定，最后将连接柱安装到拉伸机上连接，即可进行测试；
2）测试时，调整角度进行拉伸试验，偏转角度计为α，试验中记录的最大力值计为F，试样粘接面积计为A，按下列公式来计算粘接时间不同角度受力剪切强度和扯离强度即可；
剪切强度=（F/A）sinα
扯离强度=（F/A）cosα。
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