膠粘帶拉伸測試標(biāo)準(zhǔn)之拉伸強(qiáng)度試驗

 在膠接接頭受拉伸應(yīng)力作用時，有三種不同的接頭受力方式。

（1）拉伸應(yīng)力與膠接面互相垂直，并且通過膠接面中心均勻地分布在整個膠接面上，這一應(yīng)力均勻拉伸應(yīng)力，又稱正拉伸應(yīng)力。

（2）拉伸應(yīng)力分布在整個膠接面上，但力呈不均勻分布，此種情況稱為不均勻拉伸。

（3）與不均勻拉伸相比，它的力作用線不是捅咕試樣中心，而偏于試樣的一端；它的受力面不是對稱的，而是不對稱的，這種拉伸叫不對稱拉伸，人們有時將這一試驗叫撕離試驗或劈裂試驗，以示與剝離相區(qū)別。

一.拉伸強(qiáng)度試驗（條型和棒狀）

拉伸強(qiáng)度試驗又叫正拉強(qiáng)度試驗或均勻扯離強(qiáng)度試驗。

1.原理

由兩根棒狀被粘物對接構(gòu)成的接頭，其膠接面和試樣縱軸垂直，拉伸力通過試樣縱軸傳至膠接面直至破壞，以單位膠接面積所承受的zui大載荷計算其拉伸強(qiáng)度。

2.儀器設(shè)備

拉力試驗機(jī)應(yīng)能保證恒定的拉伸速度，破壞負(fù)荷應(yīng)在所選刻度盤容量的10%-90%范圍內(nèi)。拉力機(jī)的響應(yīng)時間應(yīng)短至不影響測量精度，應(yīng)能測得試樣斷裂時的破壞載荷，其測量誤差不大于1%。拉力試驗機(jī)應(yīng)具有加載時可與試樣的軸線和加載方向保持一致的，自動對中的拉伸夾具。

固化夾具，能施加固定壓力，保證正確膠接與定位。

3.試驗步驟

（1）試棒與試樣 試棒為具有規(guī)定形狀，尺寸的棒狀被粘物。試樣為將兩個試棒通過一定工藝條件膠接而成的被測件。

除非另有規(guī)定，其試棒尺寸見表8-4。其試樣尺寸的選擇視待測膠黏劑的強(qiáng)度，拉力機(jī)的滿量程，試棒本身材質(zhì)的強(qiáng)度以及試驗時環(huán)境因素而定。

表8-4       圓柱形與方形試棒尺寸

用于試棒加工的金屬材料有45號鋼，LY12CZ鋁合金，銅，H62黃銅等。非金屬材料有層壓塑料等。層壓制品試棒，其層壓平面應(yīng)與試棒一個側(cè)面平行，試棒上的銷孔應(yīng)與層壓平面垂直。

試棒的表面處理，涂膠及試樣制備工藝，應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。膠接好試樣，以周圍略有一圈細(xì)膠梗為宜，此時不必清除，若需清除余膠，則應(yīng)在固化后進(jìn)行。

（2）試驗 在正常狀態(tài)下，金屬試樣從試樣制備完畢到測試之間，zui短停放時間為16h，zui長為1個月，非金屬試樣至少停放40h。

試樣應(yīng)在試驗環(huán)境下停放30min以上，將它安裝在拉力試驗機(jī)夾具上，測試其破壞負(fù)荷，對電子拉力機(jī)試驗機(jī)應(yīng)使試樣在（60±20）s內(nèi)破壞；有時對機(jī)械式拉力機(jī)則采用10mm/min拉伸速度。

4.結(jié)果評定

試驗結(jié)果以5個試樣拉伸強(qiáng)度算術(shù)平均值表示，取3位有效數(shù)字。

同時應(yīng)記下每個試樣的破壞類型，如界面破壞，膠層內(nèi)聚破壞，被粘物破壞與混合破壞。

5.影響因素

（1）應(yīng)力分析 粘接接頭在受到垂直于粘接面應(yīng)力作用時，應(yīng)力分布比受剪切應(yīng)力要均勻得多，但根據(jù)理論推測與應(yīng)力分布試驗證實，在拉伸接頭邊緣也存在應(yīng)力集中。為證實這一點，有人采用一定厚度的橡膠膠接在試樣中以代替膠黏劑，發(fā)現(xiàn)試樣在拉伸時，橡膠中部有明顯收縮。說明在接頭受正拉伸應(yīng)力作用，剪切應(yīng)力則集中在試樣膠黏劑-空氣-被粘體的三者邊界處zui大，也就是說在這一點上應(yīng)力zui集中。如果我們膠接后兩半圓柱體錯位大，則試樣的軸線偏離了加載方向中心線，這是經(jīng)常會發(fā)生的。那么，就存在有劈應(yīng)力，而使邊緣應(yīng)力集中急劇增加。當(dāng)邊界應(yīng)力大到一個臨界值時，膠層邊緣就發(fā)生開裂，裂縫迅速地擴(kuò)展到整個膠接面上。從對拉伸試樣的應(yīng)力分布進(jìn)行分析表明，膠接試件的尺寸與模量，膠層的厚度，膠黏劑的模量都影響接頭邊緣的應(yīng)力分布系數(shù)大小，因此也必然會影響它的強(qiáng)度值。與拉伸剪切試樣一樣，加載速度與試樣溫度也影響拉伸強(qiáng)度。

（2）試樣尺寸 

不同的試樣直徑的拉伸強(qiáng)度測試值不一，而且離散大，同一直徑試樣其zui大值比zui小值高50%以上。對方形試樣，由于邊緣到中心點距離不同，那應(yīng)力分布更不均勻，因此用方形試樣只能測到“近似”的拉伸強(qiáng)度值。

（3）膠層厚度 對拉伸強(qiáng)度，隨著膠層厚度增加，它的粘接接頭強(qiáng)度降低。膠層越薄，強(qiáng)度越大。理論研究預(yù)言，對于非常薄膠膠層，對接拉伸強(qiáng)度反比于膠層厚度；而對于非常厚的膠層，則與膠厚度無關(guān)，如用聚乙烯蠟（相對分子量2750）來膠接鋼與鋼，當(dāng)膠層厚度為150nm時，接頭的拉伸強(qiáng)度已接近于聚乙烯蠟本身強(qiáng)度5.5MPa左右；而膠層厚度只有5nm時，對接接頭的強(qiáng)度是膠黏劑本身強(qiáng)度的2倍。其他因素如模量，溫度等對拉伸強(qiáng)度的影響與拉伸剪切強(qiáng)度相似。

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