本发明属于材料测试,具体涉及一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法。
背景技术:
1、粘接剂在现代工业和日常生活中有着广泛的应用,如航空航天、汽车制造、建筑工程和电子设备等领域。粘接剂的性能直接影响到粘接结构的可靠性和使用寿命,因此对其性能的研究尤为重要。蠕变,就是指一定的温度和较小的恒定外力拉力、压力或扭力等作用下,材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象,虽然粘接剂在使用过程中受到的应力较小,但由于时间较长,因此产生的蠕变量也不能忽略,且在长时间承载工况条件下,粘接剂的蠕变性能直接影响仪器的后期运行服役和结构正常的可靠性,所以蠕变性能的研究对于了解粘接剂在长期负载条件下的稳定性和耐久性具有重要意义。
2、传统的蠕变性能测试方法主要包括以下几种:
3、1.单轴拉伸蠕变测试:这种方法通过对粘接剂施加单轴拉伸应力,测量其随时间的变形量。然而,该方法无法模拟实际应用中粘接剂所承受的复杂应力状态,测试结果的代表性较差。
4、2.剪切蠕变测试:该方法通过对粘接剂施加剪切应力,测量其蠕变性能。虽然该方法能够更好地模拟实际应用中的应力状态,但由于剪切应力的施加和测量较为复杂,测试过程较为繁琐。
5、3.双轴拉伸蠕变测试:该方法通过对粘接剂施加双轴拉伸应力,测量其蠕变性能。该方法能够更全面地反映粘接剂在复杂应力状态下的蠕变行为,但测试设备昂贵,操作复杂。
6、因此现有的蠕变性能测试方法存在操作复杂、测试结果不准确、重复性差等问题,难以满足实际应用的需求。因此,亟需一种操作简便、测试结果准确、重复性好的方法来测试粘接剂的长期蠕变性能。
技术实现思路
1、本发明是要解决现有的蠕变性能测试方法存在操作复杂、测试结果不准确、重复性差等问题,而提供一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法。
2、一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法是按以下步骤完成的:
3、一、选取两片搭接基材并通过待测粘接剂连接,制作拉伸剪切蠕变测试试样;
4、二、将拉伸剪切蠕变测试试样通过销钉和夹具固定在拉伸测试装置上,调整其位置,使其与负荷装置和位移传感器对准;
5、三、将固定好的试样置于保温炉中,打开温度控制系统设置实验温度,当炉内温度达到所需实验温度后开始测试;
6、四、设置蠕变测试程序,先匀速加载使试样在1min加载至设定实验载荷,再施加恒定的拉力保持该载荷,实时监测试样蠕变位移随时间的变化,形成蠕变曲线;
7、五、根据蠕变曲线,计算粘接剂的蠕变速率,并采用findley幂律蠕变方程来对试验中的蠕变应变与时间数据进行拟合,得到不同应力水平和不同温度下粘接剂的findley模型,进一步推导长时间下粘接剂的蠕变位移,实现在短时间内衡量粘接剂的长期蠕变性能。
8、本发明有益效果:
9、本发明所提供的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,通过在特定温度和应力条件下,对粘接剂进行拉伸剪切蠕变测试,测量其特定条件下的蠕变位移,并采用findley幂律蠕变方程来对试验中的蠕变应变与时间数据进行拟合,预测粘接剂在长时间应力作用下的蠕变性能。本发明不需要复杂的设备和操作步骤,降低了测试的难度和成本,且可通过短时间内粘接剂的测试结果推导长时间工作下粘接剂的蠕变位移。本发明通过施加拉伸剪切应力,能够更好地模拟粘接剂在实际应用中的应力状态,相比于单轴拉伸或剪切测试,本发明的方法更接近实际工况,测试结果更具代表性;操作简便、测试结果准确、重复性好,适用于各种粘接剂的蠕变性能测试。
1.一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法是按以下步骤完成的:
2.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤一中所述搭接基材为合金或复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤一中所述搭接基材的刚度大于待测粘接剂的刚度。
4.根据权利要求2所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤一中所述搭接基材的尺寸为100×25×1mm;通过待测粘接剂连接后粘接区域的长度为12.25~12.75mm、宽度为24.9~25.1mm、涂敷厚度为0.2~0.3mm;使用相应尺寸的细钢丝对涂敷厚度进行控制。
5.根据权利要求2所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤一中所述搭接基材搭接前先采用400#的砂纸打磨铝片表面至无明显划痕,再采用酒精擦拭打磨表面;两片搭接基材的非粘接两端打孔,保证测试仪器中夹具上的销钉能够从中穿过,并保证加载过程中力的加载方向与粘接剂层的轴线保持一致。
6.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤一中待测粘接剂涂覆前通过离心或抽真空操作将待测粘接剂内的气泡排空。
7.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤二中所述拉伸测试装置为electroforce 3500。
8.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤三中所述实验温度为50℃。
9.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤四中所述蠕变测试程序的实验载荷为0.5mpa,实验时间为100h。
10.根据权利要求1所述的一种采用拉伸剪切试样测试粘接剂长期蠕变性能的方法,其特征在于步骤五中所述findley幂律蠕变方程的表达式为:
