CN106124342A - 一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，包括粘接基材、位移计、底座、夹持机构及两个被粘接玻璃试件，两个被粘接玻璃试件均通过结构胶与粘接基材固定连接，位移计安装于粘接基材上，底座构成有前后两条定位槽，夹持机构包括L型定位板，L型定位板通过定位螺栓及套设于定位螺栓上的定位螺母固定于底座上。每个被粘接玻璃试件的前后两侧均设有一块L型定位板，且被粘接玻璃试件通过分布于其前后两侧的两块L型定位板夹持定位。本发明还公开了上述装置用于测试结构胶界面粘接剪切强度的方法。本发明应用时便于准确模拟实际工程中玻璃与基材的粘接界面剪切受力工况，进而能提升结构胶界面粘接剪切强度测试准确性。

Description

一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置及方法

技术领域

本发明涉及材料力学性能测试领域，具体是一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置及方法。

背景技术

目前在对玻璃的应用过程中，常常涉及到将玻璃与石材、金属材料、非金属材料、复合材料等制备的基材粘接为一体，其中，用于粘接的玻璃通常采用普通浮法玻璃、镀膜玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、复合结构玻璃中的一种。因结构胶本身具有较好承载能力，还具有耐老化、耐疲劳、耐腐蚀等性能，粘贴较为方便，其应用时不需要对构件本身表面进行削弱，密封性好，因此，结构胶粘结成为玻璃结构最主要的连接方法。

玻璃与基材的粘接通常需要能长期有效抵抗风荷载、自重荷载、热胀冷缩、地震等作用的综合影响，对于结构胶与基材之间的粘接性能要求极高。在某些结构中玻璃与基材间的连接是玻璃端面与基材主侧面的接触，界面结构胶不仅承受压力，还会承受玻璃和基材在界面粘接处的剪切力作用，因此准确测试与评价结构胶的界面粘接剪切强度对于结构设计和安全可靠性评价至关重要。

目前，对于粘接剂、结构胶粘接拉伸剪切疲劳性能的测试方法主要有ISO 9664、ISO 4587等国际标准，试样多采用叠合型平板型试样或叠片试样，典型的胶层厚度为0.2mm，这种方法用于结构胶的界面剪切性能测试时存在以下几个问题：（1）胶粘层厚度较薄，而结构胶的厚度必须在强度试验的时候尽量切合工程实际中的胶层厚度；（2）试样之间使用叠合的方式粘接，当实际结构中玻璃与基材的粘接方式为玻璃端面与基材主侧面的粘接时，不能准确地模拟；（3）玻璃是抗拉强度较低的脆性材料，难以承受较大的拉伸荷载作用；（4）只使用特定的一个粘接长度，试验装置或试验过程并没有测试多个粘接长度下的粘接强度。此外，在剪切测试过程中使用传统夹具定位玻璃，玻璃易出现晃动，造成非剪切破坏，这会影响测试准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其用于测试结构胶界面粘接剪切强度时可使结构胶厚度与工程实际工况一致，能对被粘接玻璃试件稳固定位，且可对粘接长度采用多个梯段进行试验测量。如此，本发明便于准确模拟实际工程中玻璃与基材的粘接界面剪切受力工况，进而能提升测试准确性。本发明还提供了上述一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置用于测试结构胶界面粘接剪切强度的方法。

本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，包括粘接基材、被粘接玻璃试件、位移计、底座及夹持机构，所述粘接基材竖直设置于底座上方，所述位移计安装于粘接基材上；所述被粘接玻璃试件竖直设置于底座上，被粘接玻璃试件的数量为两个，两个所述的被粘接玻璃试件对称分布于粘接基材左右两侧，且两个所述的被粘接玻璃试件均通过结构胶与粘接基材固定连接；所述底座构成有前后两条横向水平设置且在底座上端面开口的定位槽，所述定位槽呈倒置的“T”型结构，所述夹持机构包括L型定位板，所述L型定位板的两块矩形面板分别为纵向水平设置的第一矩形面板和竖直设置的第二矩形面板，L型定位板的第一矩形面板上构成有纵向设置的矩形定位穿孔，所述矩形定位穿孔的纵向长度大于定位槽位于底座上端面的开口宽度，L型定位板通过穿过其矩形定位穿孔且头部设于定位槽内的定位螺栓及套设于定位螺栓上的定位螺母固定于底座上，所述定位螺栓头部直径大于定位槽上端开口的宽度；每个被粘接玻璃试件的前后两侧均设有一块L型定位板，且被粘接玻璃试件通过分布于其前后两侧的两块L型定位板的第二矩形面板夹持定位。本发明应用时，将粘接基材和被粘接玻璃试件通过结构胶粘接为一体，然后再将粘接为一体的粘接基材和被粘接玻璃试件通过夹持机构夹持定位于底座上，其中，粘接基材与被粘接玻璃试件的粘接长度、以及结构胶的厚度均可根据工程实况进行设置，粘接基材和被粘接玻璃试件两者的尺寸也可根据具体的需求进行设置，在做出相应设置后，可通过将L型定位板进行左右移位和前后移位，使得被粘接玻璃试件得到可靠夹持。在测试结构胶界面粘接剪切强度时，通过材料力学试验机在粘接基材上端施加压向载荷。

进一步的，一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，还包括锁紧机构，每个被粘接玻璃试件前后两侧的两块L型定位板的第二矩形面板通过锁紧机构连接。本发明通过锁紧机构将每个被粘接玻璃试件前后两侧的两块L型定位板连接为一体，在向粘接基材施加压向载荷时，能相互限位支承，如此，能使被粘接玻璃试件定位更加稳固，能进一步提升测试的准确性。

进一步的，四块所述的L型定位板分别分布于左侧被粘接玻璃试件左前方、左侧被粘接玻璃试件左后方、右侧被粘接玻璃试件右前方及右侧被粘接玻璃试件右后方，且L型定位板的第二矩形面板均局部正对被粘接玻璃试件设置；连接夹持左侧被粘接玻璃试件的两块L型定位板的锁紧机构位于左侧被粘接玻璃试件的左侧，连接夹持右侧被粘接玻璃试件的两块L型定位板的锁紧机构位于右侧被粘接玻璃试件的右侧。如此，本发明的锁紧机构设于被粘接玻璃试件的外侧，能防止L型定位板的高度对被粘接玻璃试件的高度产生限制，且在连接每个被粘接玻璃试件前后两侧的两块L型定位板时操作更加便捷。

进一步的，所述L型定位板的第二矩形面板构成有贯穿其前后端面的弧形定位孔，所述锁紧机构包括穿过前后两块L型定位板的弧形定位孔的锁紧螺栓及套设于锁紧螺栓上的锁紧螺母。本发明的锁紧机构采用螺栓和螺母实现，锁紧螺栓与被粘接玻璃试件端面表面接触，弧形定位孔提供反力，加上螺母固定，能够防止在施加压向载荷时左侧被粘结玻璃试件向左发生移动，也能防止右侧玻璃试件向右发生移动。本发明锁紧机构设计简单实用，取材便利，弧形定位孔使螺栓固定时可以适应不同位置及长度的被粘接玻璃试件，进而使得本发明的锁紧机构更能适应多种工程实况的需求。

进一步的，所述底座左右两侧的侧面形状由上至下依次为第一竖直面、向底座中央侧倾斜的斜面、以及第二竖直面，所述定位槽左右两端分别延伸至底座左右两侧的侧面上，且定位槽位于底座侧面的开口设于第一竖直面和斜面上。如此，本发明的定位槽为倒置的“T”型通槽，且其两端开口分布于底座的左右侧面上。本发明通过在底座的左右两侧面上设置定位槽的开口，使得本发明应用时将定位螺栓的头部嵌入定位槽内或从定位槽取出时，操作更加便捷。

进一步的，所述L型定位板上设置的矩形定位穿孔的数量为两个，每块L型定位板上的两个矩形定位穿孔在横向上间隔一定距离设置。本发明在每块L型定位板上配备两个矩形定位穿孔后，每个矩形定位穿孔对应穿过一根定位螺栓，且每根定位螺栓上套设一个定位螺母，可使L型定位板固定在底座上更加稳固。

进一步的，所述粘接基材和被粘接玻璃试件两者的左右侧面均为矩形平面，且粘接基材左右侧面的宽度大于被粘接玻璃试件左右侧面的宽度。如此，本发明应用时便于位移计的安装和结构胶的布设。

采用上述的装置测试结构胶界面粘接剪切强度的方法，包括以下步骤：

步骤1、根据工程实况预设结构胶的厚度值，并将底座固定于材料力学试验机上；

步骤2、根据预设的结构胶厚度值布设两个被粘接玻璃试件，再将粘接基材下端嵌入两个被粘接玻璃试件中央，然后将粘接基材与两个被粘接玻璃试件通过结构胶粘接为一体；

步骤3、将两个被粘接玻璃试件通过夹持机构夹持定位于底座上；

步骤4、采用材料力学试验机在粘接基材顶端施加竖直向下的压向载荷，持续增加该压向载荷，并记录粘接界面破坏时的压力值；

步骤5、利用粘接界面破坏时的压力值与粘接界面的面积来计算结构胶粘接界面的粘接剪切强度，其中，计算结构胶粘接界面的粘接剪切强度的公式为：σc＝P/A，式中，σc为结构胶界面粘接剪切强度，P为结构胶粘接界面破坏时的压力值，A为结构胶粘接界面的面积之和；

步骤6、重复步骤2～步骤5，多次测量结构胶界面粘接剪切强度并求取平均值，其中，重复测试时粘接基材下端嵌入两个被粘接玻璃试件之间区域的长度和结构胶的长度按预设的值递增。

为了将粘接基材与两个被粘接玻璃试件通过结构胶粘接为一体时操作便捷，进一步的，所述步骤2在定位模具内进行，所述定位模具包括基座和T形件，所述基座上端面内凹构成有第一矩形凹槽及两个与第一矩形凹槽接通且对称分布于第一矩形凹槽左右两侧的第二矩形凹槽，所述第一矩形凹槽的深度大于第二矩形凹槽的深度，所述第一矩形凹槽延伸至基座背部且在基座背部开设有接通第一矩形凹槽的开口，所述T形件的腹板嵌入第一矩形凹槽内，其翼缘底部与基座上端面平齐；采用定位模具将粘接基材与两个被粘接玻璃试件通过结构胶粘接为一体时包括以下步骤：

步骤2.1、移动T形件使其腹板距离第二矩形凹槽后竖直内壁面的距离与粘接基材需要胶结被粘接玻璃试件的胶层长度一致；

步骤2.2、将两个被粘接玻璃试件一一对应的嵌入两个第二矩形凹槽内，再将粘接基材从基座背部开口嵌入第一矩形凹槽内并顶持在T形件的腹板上，此时，在粘接基材与两个被粘接玻璃试件之间形成两个小槽，在小槽内的模具侧的表面贴敷防粘材料；

步骤2.3、将结构胶注入小槽内，压实并修整试件表面，结构胶固化，制作完成。

综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）本发明整体结构简单，便于实现，成本低，本发明用于测试结构胶界面粘接剪切强度时搭配普通力学试验机即可完成测试，测试过程简单，易操作。

（2）本发明的粘接基材和被粘接玻璃试件均竖直放置，平面内刚度较大，通过夹持机构对被粘接玻璃试件进行夹持定位，可防止倾斜，能提升测试过程中的稳定性，并能避免扭转或偏心作用对测试精度造成影响。

（3）本发明应用时以压向载荷试验测抗剪强度，能解决玻璃试样无法承受拉伸作用的问题。

（4）本发明应用时对界面胶的粘接长度可以采用多个梯段进行试验测量，能进一步提升测试的准确性。

（5）本发明应用时可模拟结构胶厚度的影响，试件的粘接结构与工程实际工况基本一致，测试结果更具有代表性和实际意义。

（6）本发明的底座构成有横向水平设置且在底座上端面开口的定位槽，L型定位板的第一矩形面板上构成有纵向设置的矩形定位穿孔，矩形定位穿孔的纵向长度大于定位槽位于底座上端面的开口宽度。如此，本发明的L形定位板不仅可以左右移动，也可以前后移动，通过调整与被粘结玻璃试件的距离，可以适应不同厚度与长度尺寸的被粘结玻璃试件。

（7）因玻璃与钢板之间的粘接为玻璃端面和钢板主侧面之间的胶接，本发明应用时能够准确模拟实际工程中钢翼缘-玻璃腹板工字梁的粘接界面剪切受力工况，通过本发明测试钢翼缘-玻璃腹板工字梁粘接界面剪切强度，能弥补现有粘接界面剪切强度测试技术对于钢翼缘-玻璃腹板工字梁粘接界面剪切性能评价的不足，对于准确评价钢翼缘-玻璃腹板工字梁结构粘接安全性，保障服役钢翼缘-玻璃腹板工字梁的使用安全可靠，保证人民生命财产安全以及推动结构胶新材料的发展等方面具有重要的意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个具体实施例的主视结构示意图；

图2为本发明一个具体实施例的俯视结构示意图；

图3为本发明一个具体实施例的侧视结构示意图；

图4为本发明一个具体实施例中底座的俯视结构示意图；

图5为图4中A-A向的剖视结构示意图；

图6为钢翼缘-玻璃腹板工字梁结构胶玻璃端部粘接的对接接头示意图；

图7为钢翼缘-玻璃腹板工字梁结构胶玻璃与钢板直角处粘接的角接接头示意图；

图8为本发明一个具体实施例中定位模具的俯视结构示意图；

图9为图8嵌入粘接基材和被粘接玻璃试件时的结构示意图。

附图中标记所对应的零部件名称：1、粘接基材，2、被粘接玻璃试件，3、位移计，4、L型定位板，5、锁紧机构，6、底座，7、结构胶，8定位槽，9、矩形定位孔，10、弧形定位孔，11、加强筋板，12、安装孔，51、第一矩形凹槽，52、第二矩形凹槽，53、小槽，54、T形件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1～图5所示，一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，包括粘接基材1、被粘接玻璃试件2、位移计3、底座6及夹持机构，其中，粘接基材1竖直设置于底座6上方，位移计3安装于粘接基材1上。本实施例的被粘接玻璃试件2竖直设置且其底部与底座6上端面接触，被粘接玻璃试件2的数量为两个，两个被粘接玻璃试件2对称分布于粘接基材1左右两侧，且两个被粘接玻璃试件2均通过结构胶7与粘接基材1固定连接。本实施例的结构胶7将粘接基材1和被粘接玻璃试件2粘接后，其形成固化的胶层结构。本实施例的底座6构成有两条定位槽8，两条定位槽8均横向水平设置且两者在纵向上间隔一定距离，底座6上端面设置定位槽8的开口。本实施例的定位槽8呈倒置的“T”型结构，即定位槽8由横向水平设置的矩形通孔及接通该矩形通孔的矩形缺口构成，其中，矩形缺口与矩形通孔同轴设置且与矩形通孔长度相同，矩形通孔设于底座6内，矩形缺口由底座6上端面内凹构成，矩形缺口宽度小于矩形通孔宽度。

本实施例的夹持机构包括L型定位板4，L型定位板4包括第一矩形面板及与第一矩形面板垂直连接的第二矩形面板，本实施例中L型定位板4的第一矩形面板纵向水平设置，第二矩形面板竖直设置。本实施例中L型定位板4的第一矩形面板上构成有纵向设置的矩形定位穿孔9，矩形定位穿孔9的纵向长度大于定位槽8位于底座6上端面的开口宽度，L型定位板4通过穿过其矩形定位穿孔9且头部设于定位槽8内的定位螺栓及套设于定位螺栓上的定位螺母固定于底座6上，为了防止定位螺栓固定L型定位板时从定位槽8中脱落，本实施例中定位螺栓头部直径大于定位槽8上端开口的宽度。本实施例中每个被粘接玻璃试件2的前后两侧均设有一块L型定位板4，且被粘接玻璃试件2通过分布于其前后两侧的两块L型定位板4的第二矩形面板夹持定位。为了加强L型定位板4的结构强度，本实施例的L型定位板4还包括加强筋板11，加强筋板11倾斜设置且其两端分别与L型定位板4的第一矩形面板和第二矩形面板固定连接。为了使加强L型定位板4安装在底座6上更加牢固，本实施例中L型定位板4上设置的矩形定位穿孔9的数量为两个，每块L型定位板4上的两个矩形定位穿孔9彼此平行且两者在横向上间隔一定距离设置，在本实施例应用时通过两根定位螺栓穿过两个矩形定位穿孔9，并在每根定位螺栓上套设至少一个定位螺母将L型定位板4紧固在底座6上。

本实施例测试结构胶界面粘接剪切强度时，具体包括以下步骤：步骤1、根据工程实况预设结构胶7的厚度值，并将底座6固定于材料力学试验机上；步骤2、根据预设的结构胶7厚度值布设两个被粘接玻璃试件2，再将粘接基材1下端嵌入两个被粘接玻璃试件2中央，然后将粘接基材1与两个被粘接玻璃试件2通过结构胶7粘接为一体；步骤3、将两个被粘接玻璃试件2通过夹持机构夹持定位于底座6上；步骤4、采用材料力学试验机在粘接基材1顶端施加竖直向下的压向载荷，持续增加该压向载荷，并记录粘接界面破坏时的压力值；步骤5、利用粘接界面破坏时的压力值与粘接界面的面积来计算结构胶粘接界面的粘接剪切强度，其中，计算结构胶粘接界面的粘接剪切强度的公式为：σc＝P/A，式中，σc为结构胶界面粘接剪切强度，P为结构胶粘接界面破坏时的压力值，A为结构胶粘接界面的面积之和；步骤6、重复步骤2～步骤5，多次测量结构胶界面粘接剪切强度并求取平均值，其中，重复测试时粘接基材1下端嵌入两个被粘接玻璃试件2之间区域的长度和结构胶7的长度按预设的值递增。

为了使本实施例的底座6安装在材料力学试验机上或从材料力学试验机上拆装下来时操作便捷，本实施例的底座6上构成有多个贯穿其上下端面的安装孔12，本实施例应用时可通过螺栓穿过安装孔12并配套螺母实现在材料力学试验机上的安装固定。为了夹持固定被粘接玻璃试件2时便于精确控制尺寸，本实施例中底座前侧面或后侧面上设有横向水平设置的刻度线，侧面中点处为零，数值向两侧逐渐增大。本实施例应用时，还可沿粘接基材1竖向均匀分布多块应变片，通过应变片记录的应变值分析竖向压力在胶结段的分布，帮助分析胶层受力情况。

图6示出了钢翼缘-玻璃腹板工字梁结构胶玻璃端部粘接的对接接头示意图；图7示出了钢翼缘-玻璃腹板工字梁结构胶玻璃与钢板直角处粘接的角接接头示意图。钢翼缘-玻璃腹板工字梁在受弯时，界面结构胶除了承受压力外，还在玻璃和钢板界面粘接处存在剪切力作用，可采用本实施例测试与评价其结构胶的界面粘接剪切强度。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括锁紧机构5，每个被粘接玻璃试件2前后两侧的两块L型定位板4的第二矩形面板通过锁紧机构5连接。本实施例通过锁紧机构5连接每个被粘接玻璃试件2前后两侧的两块L型定位板4，使得本实施例结构更加稳固，在对粘接基材1施加压向载荷时，本实施例的被粘接玻璃试件2更不易出现向前或向后的侧向偏移。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上做出了如下进一步限定：本实施例在具体设置时，四块L型定位板4分别分布于左侧被粘接玻璃试件2左前方、左侧被粘接玻璃试件2左后方、右侧被粘接玻璃试件2右前方及右侧被粘接玻璃试件2右后方，且L型定位板4的第二矩形面板均局部正对被粘接玻璃试件2设置。连接夹持左侧被粘接玻璃试件2的两块L型定位板4的锁紧机构5位于左侧被粘接玻璃试件2的左侧，连接夹持右侧被粘接玻璃试件2的两块L型定位板4的锁紧机构5位于右侧被粘接玻璃试件2的右侧。本实施例的L型定位板4部分超出被粘接玻璃试件2外边缘，锁紧机构5具体连接L型定位板4超出被粘接玻璃试件2的部分，如此，本实施例应用时能降低锁紧机构5对被粘接玻璃试件2布设造成的影响。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的L型定位板4的第二矩形面板构成有贯穿其前后端面的弧形定位孔10，本实施例的锁紧机构5包括锁紧螺栓和锁紧螺母，本实施例锁紧机构5具体通过锁紧螺栓穿过前后两块L型定位板4的弧形定位孔10并在锁紧螺栓上套设锁紧螺母，进而实现前后两块L型定位板4的固定连接。本实施例的锁紧螺栓与被粘接玻璃试件2端面表面接触，弧形定位孔10提供反力，加上螺母固定，能够防止在施加压向载荷时左侧被粘结玻璃试件2向左发生移动，也防止右侧被粘结玻璃试件2向右发生移动。

实施例5：

为了便于定位螺栓头部嵌入定位槽8内，本实施例在实施例1～实施例4中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的底座6左右两侧的侧面形状由上至下依次为第一竖直面、向底座6中央侧倾斜的斜面、以及第二竖直面，本实施例的定位槽8左右两端分别延伸至底座6左右两侧的侧面上，且定位槽8位于底座6侧面的开口设于第一竖直面和斜面上。本实施例的斜面优选采用45°斜面，在具体设置时，斜面与第二竖直面之间设有水平过渡面。

实施例6：

本实施例在实施例1～实施例5中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的粘接基材1和被粘接玻璃试件2两者的左右侧面均为矩形平面，且粘接基材1左右侧面的宽度大于被粘接玻璃试件2左右侧面的宽度。本实施例应用时，位移计3具体安装于粘接基材1下端位于两个被粘接玻璃试件2之间区域外的部位上。

实施例7：

如图8、图9所示，本实施例在实施例1～实施例6中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例将粘接基材1与两个被粘接玻璃试件2通过结构胶7粘接为一体在定位模具内进行，其中，定位模具包括基座和T形件54，基座上端面内凹构成有第一矩形凹槽51及两个与第一矩形凹槽51接通且对称分布于第一矩形凹槽51左右两侧的第二矩形凹槽52，第一矩形凹槽51的深度大于第二矩形凹槽52的深度，第一矩形凹槽51延伸至基座背部且在基座背部开设有接通第一矩形凹槽51的开口， T形件54的腹板嵌入第一矩形凹槽51内，其翼缘底部与基座上端面平齐。

采用定位模具将粘接基材1与两个被粘接玻璃试件2通过结构胶7粘接为一体时包括以下步骤：步骤2.1、移动T形件54使其腹板距离第二矩形凹槽52后竖直内壁面的距离与粘接基材1需要胶结被粘接玻璃试件2的胶层长度一致；步骤2.2、将两个被粘接玻璃试件2一一对应的嵌入两个第二矩形凹槽52内，再将粘接基材1从基座背部开口嵌入第一矩形凹槽51内并顶持在T形件54的腹板上，此时，在粘接基材1与两个被粘接玻璃试件2之间形成两个小槽53，在小槽53内的模具侧的表面贴敷防粘材料；步骤2.3、将结构胶7注入小槽53内，压实并修整试件表面，结构胶7固化，制作完成。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，包括粘接基材（1）、被粘接玻璃试件（2）、位移计（3）、底座（6）及夹持机构，所述粘接基材（1）竖直设置于底座（6）上方，所述位移计（3）安装于粘接基材（1）上；所述被粘接玻璃试件（2）竖直设置于底座（6）上，被粘接玻璃试件（2）的数量为两个，两个所述的被粘接玻璃试件（2）对称分布于粘接基材（1）左右两侧，且两个所述的被粘接玻璃试件（2）均通过结构胶（7）与粘接基材（1）固定连接；所述底座（6）构成有前后两条横向水平设置且在底座（6）上端面开口的定位槽（8），所述定位槽（8）呈倒置的“T”型结构，所述夹持机构包括L型定位板（4），所述L型定位板（4）的两块矩形面板分别为纵向水平设置的第一矩形面板和竖直设置的第二矩形面板，L型定位板（4）的第一矩形面板上构成有纵向设置的矩形定位穿孔（9），所述矩形定位穿孔（9）的纵向长度大于定位槽（8）位于底座（6）上端面的开口宽度，L型定位板（4）通过穿过其矩形定位穿孔（9）且头部设于定位槽（8）内的定位螺栓及套设于定位螺栓上的定位螺母固定于底座（6）上，所述定位螺栓头部直径大于定位槽（8）上端开口的宽度；每个被粘接玻璃试件（2）的前后两侧均设有一块L型定位板（4），且被粘接玻璃试件（2）通过分布于其前后两侧的两块L型定位板（4）的第二矩形面板夹持定位。

2.根据权利要求1所述的一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，还包括锁紧机构（5），每个被粘接玻璃试件（2）前后两侧的两块L型定位板（4）的第二矩形面板通过锁紧机构（5）连接。

3.根据权利要求2所述的一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，四块所述的L型定位板（4）分别分布于左侧被粘接玻璃试件（2）左前方、左侧被粘接玻璃试件（2）左后方、右侧被粘接玻璃试件（2）右前方及右侧被粘接玻璃试件（2）右后方，且L型定位板（4）的第二矩形面板均局部正对被粘接玻璃试件（2）设置；连接夹持左侧被粘接玻璃试件（2）的两块L型定位板（4）的锁紧机构（5）位于左侧被粘接玻璃试件（2）的左侧，连接夹持右侧被粘接玻璃试件（2）的两块L型定位板（4）的锁紧机构（5）位于右侧被粘接玻璃试件（2）的右侧。

4.根据权利要求3所述的一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，所述L型定位板（4）的第二矩形面板构成有贯穿其前后端面的弧形定位孔（10），所述锁紧机构（5）包括穿过前后两块L型定位板（4）的弧形定位孔（10）的锁紧螺栓及套设于锁紧螺栓上的锁紧螺母。

5.根据权利要求1所述的一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，所述底座（6）左右两侧的侧面形状由上至下依次为第一竖直面、向底座（6）中央侧倾斜的斜面、以及第二竖直面，所述定位槽（8）左右两端分别延伸至底座（6）左右两侧的侧面上，且定位槽（8）位于底座（6）侧面的开口设于第一竖直面和斜面上。

6.根据权利要求1所述的一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，所述L型定位板（4）上设置的矩形定位穿孔（9）的数量为两个，每块L型定位板（4）上的两个矩形定位穿孔（9）在横向上间隔一定距离设置。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种测试结构胶界面粘接剪切强度的装置，其特征在于，所述粘接基材（1）和被粘接玻璃试件（2）两者的左右侧面均为矩形平面，且粘接基材（1）左右侧面的宽度大于被粘接玻璃试件（2）左右侧面的宽度。

8.采用权利要求1～7中任意一项所述的装置测试结构胶界面粘接剪切强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据工程实况预设结构胶（7）的厚度值，并将底座（6）固定于材料力学试验机上；

步骤2、根据预设的结构胶（7）厚度值布设两个被粘接玻璃试件（2），再将粘接基材（1）下端嵌入两个被粘接玻璃试件（2）中央，然后将粘接基材（1）与两个被粘接玻璃试件（2）通过结构胶（7）粘接为一体；

步骤3、将两个被粘接玻璃试件（2）通过夹持机构夹持定位于底座（6）上；

步骤4、采用材料力学试验机在粘接基材（1）顶端施加竖直向下的压向载荷，持续增加该压向载荷，并记录粘接界面破坏时的压力值；

步骤5、利用粘接界面破坏时的压力值与粘接界面的面积来计算结构胶粘接界面的粘接剪切强度，其中，计算结构胶粘接界面的粘接剪切强度的公式为：σc＝P/A，式中，σc为结构胶界面粘接剪切强度，P为结构胶粘接界面破坏时的压力值，A为结构胶粘接界面的面积之和；

步骤6、重复步骤2～步骤5，多次测量结构胶界面粘接剪切强度并求取平均值，其中，重复测试时粘接基材（1）下端嵌入两个被粘接玻璃试件（2）之间区域的长度和结构胶（7）的长度按预设的值递增。

9.根据权利要求8所述的测试结构胶界面粘接剪切强度的方法，其特征在于，所述步骤2在定位模具内进行，所述定位模具包括基座和T形件（54），所述基座上端面内凹构成有第一矩形凹槽（51）及两个与第一矩形凹槽（51）接通且对称分布于第一矩形凹槽（51）左右两侧的第二矩形凹槽（52），所述第一矩形凹槽（51）的深度大于第二矩形凹槽（52）的深度，所述第一矩形凹槽（51）延伸至基座背部且在基座背部开设有接通第一矩形凹槽（51）的开口，所述T形件（54）的腹板嵌入第一矩形凹槽（51）内，其翼缘底部与基座上端面平齐；采用定位模具将粘接基材（1）与两个被粘接玻璃试件（2）通过结构胶（7）粘接为一体时包括以下步骤：

步骤2.1、移动T形件（54）使其腹板距离第二矩形凹槽（52）后竖直内壁面的距离与粘接基材（1）需要胶结被粘接玻璃试件（2）的胶层长度一致；

步骤2.2、将两个被粘接玻璃试件（2）一一对应的嵌入两个第二矩形凹槽（52）内，再将粘接基材（1）从基座背部开口嵌入第一矩形凹槽（51）内并顶持在T形件（54）的腹板上，此时，在粘接基材（1）与两个被粘接玻璃试件（2）之间形成两个小槽（53），在小槽（53）内的模具侧的表面贴敷防粘材料；

步骤2.3、将结构胶（7）注入小槽（53）内，压实并修整试件表面，结构胶（7）固化，制作完成。