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如今,許多公司使用特定復(fù)合材料來替代傳統(tǒng)材料,包括使用結(jié)構(gòu)型膠粘劑來連接不同材料。為了節(jié)省這種連接方式的成本,提高產(chǎn)品優(yōu)異性能,設(shè)計(jì)師需考慮一系列新變量:接頭設(shè)計(jì)/粘合劑裝配, 要求裝配時(shí)間, 表層準(zhǔn)備/膠層厚度, 異種材料熱膨脹, 成本效率,屈服應(yīng)力和理想失效模式。
碳纖維復(fù)合材料車部件
碳纖維復(fù)合材料車部件
如今,許多公司使用特定復(fù)合材料來替代傳統(tǒng)材料,包括使用結(jié)構(gòu)型膠粘劑來連接不同材料。為了節(jié)省這種連接方式的成本,提高產(chǎn)品優(yōu)異性能,設(shè)計(jì)師需考慮一系列新變量:接頭設(shè)計(jì)/粘合劑裝配, 要求裝配時(shí)間, 表層準(zhǔn)備/膠層厚度, 異種材料熱膨脹, 成本效率,屈服應(yīng)力和理想失效模式。
接頭設(shè)計(jì)/膠粘劑裝配
粘合接頭設(shè)計(jì)時(shí)需要評(píng)估的第一個(gè)變量。粘合劑的有效性高度依賴于基片的表面,環(huán)境以及應(yīng)用到接頭的壓力也會(huì)影響膠粘劑的有效性。
三種基本應(yīng)力類型:張應(yīng)力、剪切、剝離。
張應(yīng)力
張應(yīng)力僅應(yīng)用于理想的裝配應(yīng)用領(lǐng)域。無任何剝離因素在內(nèi),壓力或負(fù)荷延伸了統(tǒng)一方向的整個(gè)黏性面積。 這是很罕見的,因?yàn)槟z接件容易彎曲,產(chǎn)生一些剝離壓力。
剪切應(yīng)力
另一個(gè)比較常見的應(yīng)力是剪切應(yīng)力。剪切應(yīng)力測(cè)試將為設(shè)計(jì)者提供有用的信息。這種應(yīng)力類型本身可直接導(dǎo)致粘合劑或基片(分層或破損)分離,穿過粘著力時(shí),力量是向著相反的方向拉伸的。當(dāng)連接兩個(gè)扁平相似或不同基片時(shí),可應(yīng)用搭接處。
剝離應(yīng)力
剝離應(yīng)力是需要評(píng)估的最后一種類型應(yīng)力。一般而言,測(cè)試時(shí),使用剛性或柔性材料,可產(chǎn)生剝離應(yīng)力。由于粘合物分離,傳至粘合膠層,粘合接頭一邊的壓力可出現(xiàn)故障。一般情況下,剝離強(qiáng)度比剪切強(qiáng)度要低,因?yàn)槠茡p點(diǎn)局限于粘合劑的邊緣,一旦出現(xiàn)故障,僅較少的壓力就可導(dǎo)致故障逐漸延伸。因此,當(dāng)膠接件對(duì)剪切應(yīng)力起反應(yīng)時(shí),剝離應(yīng)力消除后,產(chǎn)生了有效的粘合接頭。如果無法避免剝離應(yīng)力,可評(píng)估或選擇更多具有持久性應(yīng)用的剝離應(yīng)力的柔性膠粘劑。 |
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