[發(fā)明專利]一種材料粘接強度的檢測方法及其檢測儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210586761.0
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103033471A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勇剛
• 申請（專利權(quán)）人: 成都豪能科技股份有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料粘接強度檢測方法。本發(fā)明還涉及應(yīng)用上述粘接強度檢測方法的檢測儀。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)中為了將兩個材料（或構(gòu)件、工件）互相聯(lián)接起來，可以采用各種各樣的聯(lián)接方式，其中通過膠粘劑把被聯(lián)接材料聯(lián)接在一起，使其具有一定強度的聯(lián)接工藝，叫膠粘工藝（或稱膠結(jié)工藝）。膠粘工藝成本低，聯(lián)接后的重量輕，可被粘接的材料范圍也非常廣泛，可以為木制品、金屬構(gòu)件、有機材料等等，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。膠粘結(jié)構(gòu)在使用時，總是要求具有最佳的力學(xué)性能，目前評定膠粘體系力學(xué)性能優(yōu)劣的主要指標是粘接強度，粘接強度是指在外力作用下，使膠粘件中的膠粘劑與被粘物界面或其鄰近處發(fā)生破壞所需要的應(yīng)力，粘接強度又稱為膠接強度。粘接強度是膠粘體系破壞時所需要的應(yīng)力，其大小不僅取決于粘合力、膠粘劑的力學(xué)性能、被粘物的性質(zhì)、粘接工藝，而且還與接頭形式、受力情況（種類、大小、方向、頻率）、環(huán)境因素（溫度、濕度、壓力、介質(zhì)）和測試條件、實驗技術(shù)等有關(guān)。粘接接頭在外力作用下膠層所受到的力，可以歸納為剪切、拉伸、不均勻扯離和剝離4種形式：

（1）剪切。如圖1所示，即對被聯(lián)接材料施加外力大小相等、方向相反，基本與粘接面平行的外力，剪切力均勻分布在整個被聯(lián)接材料的粘接面上。

（2）拉伸，亦稱均勻扯離。如圖2所示，即粘接面受到方向相反且垂直于粘接面的拉力作用，拉伸力均勻分布在整個粘接面上。（圖2所示）

（3）不均勻扯離。也叫劈裂。如圖3所示，外力作用的方向雖然也垂直于粘接面，但是分布不均勻。

（4）剝離。如圖4所示，外力作用的方向與粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一條直線上。

上述4種力，在同一膠粘體系中很有可能有幾種力同時存在，只是何者為主的問題。根據(jù)粘接接頭受力情況不同，粘接強度具體可以分為剪切強度、拉伸強度、不均勻扯離強度、剝離強度等。

對應(yīng)上述的應(yīng)力的粘接強度的檢驗及評價方法方法不難獲得，也可以方便地得到檢驗的儀器和裝備。但是通過觀察以上所述的檢測方法及相應(yīng)的檢測儀器、設(shè)備，粘接材料所形成的粘接面均為一平面，對粘接面施加的破壞應(yīng)力均為沿著與粘接面或平行、或垂直、或呈一定角度的向外部的位移運動。

但在生產(chǎn)實踐中，當將一聯(lián)接材料的外圓面（或外圓錐面）與另一聯(lián)接材料的內(nèi)圓面（內(nèi)圓錐面）相粘接的情況，此時，所形成的粘接面為一圓面或圓錐面。就無法使用上述方法對材料的粘接面的粘接強度進行有效的檢驗。對這類材料的粘接強度的評價方法亟待建立。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種材料粘接強度的檢測方法。

本發(fā)明另一目的是提供一種材料粘接強度檢測儀。

本發(fā)明采用的檢測方法如下：

1、試樣準備：被測試樣包括具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的第一粘接件，第二粘接件；第二粘接件的外圓與第一粘接件的內(nèi)孔形狀相適配；第二粘接件套入第一粘接件的內(nèi)孔中，并通過粘接劑相互粘接固連；

2、試樣固定：第一粘接件通過第一緊固件夾持固定在旋轉(zhuǎn)裝置上，第二粘接件被與機架固連的第二緊固件夾持或卡固,第二緊固件上還設(shè)置有扭矩檢測裝置（如扭矩傳感器，或扭力彈簧等）；

3、試樣旋轉(zhuǎn)：啟動旋轉(zhuǎn)裝置，使第一粘結(jié)件與第二粘結(jié)件之間的粘接面產(chǎn)生圓周切向的剪切應(yīng)力；逐漸增加旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)力，即增加第一粘結(jié)件與第二粘結(jié)件之間的圓周切向的剪切應(yīng)力，使第一粘接件和第二粘接件相互產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移，粘接面被破壞，粘接失效。

4、測量：粘接面破壞時的扭矩量可用于評價材料粘接面的粘接強度。

本發(fā)明方法與通常所采用的測量平面粘接材料的粘接強度的拉、剝、扯等檢測方法不同，其適用于測試粘接面為圓面、圓錐面結(jié)構(gòu)的粘接材料之間的粘接強度。被測試材料一為內(nèi)孔呈圓形或圓錐形的筒形或環(huán)形結(jié)構(gòu)。被測試材料二為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外周為具有與被測試材料一的內(nèi)孔相適配的圓形或圓錐形結(jié)構(gòu)。測試材料二套入測試材料一的內(nèi)孔，并相互粘接固連。通過測試粘接面之間被施加外力后產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)，破壞粘接面的瞬時扭力力矩，來評價粘接材料的粘接強度。

采用本發(fā)明的測試方法，更進一步的改進是：在機架上部固連軸向施力裝置，軸向施力裝置的驅(qū)動軸上設(shè)置有扭矩傳感器；驅(qū)動軸下端固連第二緊固件，第二緊固件為與第二粘接件內(nèi)孔相適配的圓柱體，圓柱體的外周有至少一條軸向凸齒；驅(qū)動軸在軸向施力裝置的驅(qū)動下，將第二緊固件插入第二粘接件的內(nèi)孔，凸齒嵌固在第二粘結(jié)件的孔壁內(nèi)，與第二粘接件緊固連接。