CN111257219A - 一种胶粘结合强度的测定装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料力学检测技术领域，特别涉及胶粘结合强度测定技术。其技术方案是：一种胶粘结合强度的测定装置，包括：一号试件(1)、二号试件(2)、压头(3)、支撑座垫(4)；一种胶粘结合强度的测定装置方法，其特征是向所述压头(3)施加轴向压力，测得脱粘的压力值，从而得到胶粘结合强度。本发明解决了现有测定粘接强度时在拉伸试验中上下两端夹头的对中难题，通过在万能材料试验机上，通过压向实现拉伸试验准确得出胶粘的结合强度，数据准确、可靠；测试装置结构简单，测定方法简单、准确、高效。
Description
技术领域
本发明属于材料力学检测技术领域，特别涉及胶粘结合强度测定技术。
背景技术
胶粘修复和胶粘制件广泛应用在非金属与非金属、非金属与金属及金属与金属的粘接制品中。粘接一般常用有两种方法。一种是通过橡胶的硫化直接粘接，另一种是采用胶粘剂进行粘接。粘接力是两种材料由于表面积的化学物理作用而产生的一种结合力，是一种界面行为。粘接力除了与被粘材料及胶粘剂有关外，还与被粘材料的表面积、粘接表面积的处理方法、胶结工艺、固化条件等密切相关。如何判定胶粘的效果及工艺的良好性，一般还是通过拉伸试验，在试样的粘合面上均匀垂直的拉力，测定试样破坏的最大力。试样被破坏的最大拉力除以粘合面的面积，就是胶粘的结合强度。但是由于拉伸试验时，一是如果采用较长试样，上下两端夹头较难对中，容易产生扭矩力，使试验数据产生较大偏差，导致结果不准确。给胶粘修复的效果评判及粘接强度测定带来错误性的评价，也给胶粘工艺的制定带来错误性的指导。二是如果采用较短小的试样，现今普遍测定结合强度使用的附具结构复杂，应用时操作比较麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种胶粘结合强度的测定装置与方法，避免传统拉伸试验产生扭矩力造生的结果偏差。
本发明的技术方案是：一种胶粘结合强度的测定装置，其特征是包括：一号试件、二号试件、压头、支撑座垫；
其中所述一号试件与所述二号试件为规则形状，且具有经过粘接处理用于胶粘的胶粘面；所述一号试件中间具有第一通孔；所述第一通孔垂直穿过所述一号试件的胶粘面；所述二号试件的胶粘面的面积大于所述第一通孔的面积但小于所述一号试件胶粘面的面积；
所述压头与所述第一通孔尺寸配合，所述压头穿过所述一号试件能够做自由相对无摩擦的运动，所述压头的轴向长度大于所述一号试件轴向长度；
所述支撑座垫中间具有第二通孔，所述第二通孔的截面积大于所述二号试件的截面积且小于或等于所述一号试件的截面积。
进一步的，所述一号试件、二号试件、压头、支撑座垫、第一通孔、第二通孔为圆柱形。
进一步的，所述第一通孔与所述压头同轴；
进一步的，所述支撑座垫材料的抗压力大于待测胶粘结合强度。
一种胶粘结合强度的测定装置方法，其特征是使用如上所述的一种胶粘结合强度的测定装置，并执行以下步骤：
A.所述一号试件与所述二号试件用于胶粘的面按照待测胶粘结合强度的粘接处理方法、胶结工艺、固化条件进行胶粘；
B.将胶粘好的所述一号试件与所述二号试件用所述支撑座垫进行固定支撑，支撑面为所述一号试件的胶粘面但且未与所述二号试件胶粘的部位；
C.所述压头穿过所述第一通孔，移动万能材料试验机上端夹头，向所述压头施加轴向压力，使所述压头在所述第一通孔的轴向做无摩擦运动配合，当所述一号试件与所述二号试件的胶粘部位断开，记录试验机的最大压力值，即为所述一号试件与所述二号试件的粘接力F；所述待测胶粘结合强度P为粘接力F除以粘接面积S就是所求胶粘结合强度；其中粘接面积S为所述二号试件的截面积S2减去所述第一通孔的面积S1，即P＝F/S＝F/(S2-S1)。
本发明的技术效果是：本发明解决了现有测定粘接强度时在拉伸试验中上下两端夹头的对中难题，通过在万能材料试验机上，通过压向实现拉伸试验准确得出胶粘的结合强度，数据准确、可靠；测试装置结构简单，测定方法简单、准确、高效。
附图说明
图1为本发明装置示意图；
图2为本发明一号件与二号件胶粘的示意图；
图3为本发明装置装配好试验前的状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：一种胶粘结合强度的测定装置，其特征是包括：一号试件1、二号试件2、压头3、支撑座垫4；
如图1所示，用待测胶粘零部件强度的同型材料加工如附图1所示的2个圆柱形试样，一号试件1、二号试件2；所述一号试件1中间设置有圆柱形第一通孔5，所述二号试件2的截而积大于所述第一通孔5的截面积，但小于所述一号试件1的截面积；所述一号试件1、二号试件2的其中一个底面用于胶粘，胶粘时一号试件1、二号试件2的中心孔齐；
如图3所示，所述压头3为圆柱形，与所述一号试件1、二号试件2、第一通孔5同轴设计；所述压头3穿过所述第一通孔5能够做自由相对无摩擦的运动；所述压头3的轴向长度大于所述第一通孔5的轴向长度；
如图3所示，所述支撑座垫4中间具有与圆柱形第二通孔6，所述第二通孔6的截面积大于所述二号试件2的截面积且小于或等于所述一号试件1的截面积。
所述支撑座垫4材料的抗压力大于待测胶粘结合强度。
如图2、图3所示，一种胶粘结合强度的测定装置方法，其特征是使用如上所述的一种胶粘结合强度的测定装置，并执行以下步骤：
A.如图2所述将所述一号试件1与所述二号试件2的上表面用于胶粘，按照待测胶粘结合强度的粘接处理方法、胶结工艺、固化条件进行处理并胶粘；
B.如图3所述，将胶粘好的所述一号试件1与所述二号试件2用所述支撑座垫4进行固定支撑，支撑面在所述一号试件1用于胶粘的上表面，还未与所述二号试件2胶粘的部位；为了支撑稳定，支撑部位使所述第一通孔5与所述第二通孔6的中心轴对齐。
C.所述压头3穿过所述第一通孔5，移动万能材料试验机上端夹头，向所述压头3施加轴向压力，使所述压头3在所述第一通孔5的轴向做无摩擦运动配合，当所述一号试件1与所述二号试件2的胶粘部位断开，记录试验机的最大压力值，即为所述一号试件1与所述二号试件2的粘接力F；所述待测胶粘结合强度为粘接力F除以粘接面积S；其中粘接面积S为所述二号试件2的截面积减去所述第一通孔5的截面积。
Claims (5)
1.一种胶粘结合强度的测定装置，其特征是包括：一号试件(1)、二号试件(2)、压头(3)、支撑座垫(4)；
其中所述一号试件(1)与所述二号试件(2)为规则形状，且具有经过粘接处理用于胶粘的胶粘面；所述一号试件(1)中间具有第一通孔(5)；所述第一通孔(5)垂直穿过所述一号试件(1)的胶粘面；所述二号试件(2)的胶粘面的面积大于所述第一通孔(5)的面积但小于所述一号试件(1)胶粘面的面积；
所述压头(3)与所述第一通孔(5)尺寸配合，所述压头(3)穿过所述一号试件(1)能够做自由相对无摩擦的运动，所述压头(3)的轴向长度大于所述一号试件(1)轴向长度；
所述支撑座垫(4)中间具有第二通孔(6)，所述第二通孔(6)的截面积大于所述二号试件(2)的截面积且小于或等于所述一号试件(1)的截面积。
2.如权利要求1所述的一种胶粘结合强度的测定装置，其特征是：所述一号试件(1)、二号试件(2)、压头(3)、支撑座垫(4)、第一通孔(5)、第二通孔(6)为圆柱形。
3.如权利要求2所述的一种胶粘结合强度的测定装置，其特征是：所述第一通孔(5)与所述压头(3)同轴。
4.如权利要求1所述的一种胶粘结合强度的测定装置，其特征是：所述支撑座垫(4)材料的抗压力大于待测胶粘结合强度。
5.一种胶粘结合强度的测定装置方法，其特征是使用如权利要求1-4所述的一种胶粘结合强度的测定装置，并执行以下步骤：
A.所述一号试件(1)与所述二号试件(2)用于胶粘的面按照待测胶粘结合强度的粘接处理方法、胶结工艺、固化条件进行胶粘；
B.将胶粘好的所述一号试件(1)与所述二号试件(2)用所述支撑座垫(4)进行固定支撑，支撑面为所述一号试件(1)的胶粘面但且未与所述二号试件(2)胶粘的部位；
C.所述压头(3)穿过所述第一通孔(5)，移动万能材料试验机上端夹头，向所述压头(3)施加轴向压力，使所述压头(3)在所述第一通孔(5)的轴向做无摩擦运动配合，当所述一号试件(1)与所述二号试件(2)的胶粘部位断开，记录试验机的最大压力值，即为所述一号试件(1)与所述二号试件(2)的粘接力F；所述待测胶粘结合强度P为粘接力F除以粘接面积S就是所求胶粘结合强度；其中粘接面积S为所述二号试件(2)的截面积S2减去所述第一通孔(5)的面积S1，即P＝F/S＝F/(S2-S1)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111751272A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-09 | 北京理工大学 | 一种粘接强度等级超声检测与拉伸标定试验方法 |
| CN114235680A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 深圳先进电子材料国际创新研究院 | 一种测试层间软物质粘接强度的装置及方法 |
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2020
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| US11733210B2 (en) | 2020-07-03 | 2023-08-22 | Beijing Institute Of Technology | Ultrasonic detection and tensile calibration test method for bonding strength grade |
| CN114235680A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 深圳先进电子材料国际创新研究院 | 一种测试层间软物质粘接强度的装置及方法 |
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