一种评价层合玻璃承载能力的试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于玻璃性能测试技术领域，涉及一种评价层合玻璃承载能力的试验方法及装置。本发明专利技术试验方法将胶粘有边缘连接结构并固化后的层合玻璃试样放置于测试装置活动部上，用螺栓对试样边缘连接结构进行固定，用定力扳手拧紧，设置加载速度，使加载部向下位移给试样施加压缩载荷，直至试样破坏，试验自动停止，通过压力传感器采集压头最大载荷数据，并提出适用于层合玻璃试样承载能力的计算公式。本发明专利技术试验装置简便可行，适合于风挡用层合玻璃承载能力的考核。力的考核。力的考核。

【技术实现步骤摘要】
一种评价层合玻璃承载能力的试验方法及装置


[0001]本专利技术属于玻璃性能测试
，涉及一种承载能力的试验方法及试验装置，具体地，涉及一种评价层合玻璃承载能力的试验方法及装置。

技术介绍

[0002]飞机风挡玻璃通常为多层硅酸盐玻璃与中间层材料复合而成的层合结构，硅酸盐玻璃与机身金属框架由于明显的力学性能差异而不能直接进行连接，通常在硅酸盐玻璃边缘增加复合材料边框，并通过胶黏剂将两者连接起来，再通过在复合材料边框上制孔，通过螺栓与机身金属框架进行连接。边缘复合材料与硅酸盐玻璃性能差异较大，不同的界面处理方式、胶黏剂种类对层合玻璃承载能力影响很大。层合玻璃的承载能力对于风挡玻璃的可靠性服役具有重大影响，直接关系到飞机及飞行员的安全，因此需要一种可靠、便捷的评价层合玻璃承载能力的装置及试验方法。
[0003]考核玻璃承载能力的方法有GB/T 34171
‑
2017，但该标准仅针对厚度小于3mm的薄与超薄单片玻璃的弯曲强度进行测试。JC/T 676
‑
1997可用于玻璃和微晶材料弯曲强度的测试，但也仅限于单片玻璃，不适用于层合玻璃。CN 1512161A专利技术了一种测试固体材料粘接强度的试验方法，可以用于测试陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属材料之间的粘接强度，需要将待粘接的两种材料加工成所需尺寸并进行十字粘接，通过施力于垂直方向的试样，让其受压使粘接界面产生剪应力，从而测试开裂时的剪切强度。CN 109142214 A专利技术了一种橡胶与复合材料界面粘接强度试验方法，通过在粘接好的试验样块儿上沿粘接界面施加作用力，获取粘接界面剥离时的最大剪切强度。CN 113029942 A专利技术了一种单界面粘接强度评价测试方法，通过对胶粘固化后的试样进行弯曲加载，获取粘接界面破坏时的最大载荷。《座舱边缘连接用聚氨酯胶黏剂的性能研究》中对不同温度下聚氨酯胶黏剂的拉伸剪切强度进行了评价。这些方法均考核的是单层玻璃的弯曲强度或单界面的粘接强度，试样结构与风挡玻璃实际结构有很大差异，其考核结果对于风挡玻璃承载能力的参考意义有待考察。
[0004]针对以上问题，本专利专利技术了一种考核风挡用层合玻璃承载能力的装置及试验方法，试样采用与飞机风挡玻璃完全相同的层合结构及边缘连接形式，能够更直观的反映风挡用层合玻璃的承载能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种用于评价风挡用层合玻璃承载能力的装置及试验方法。
[0006]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0007]一方面，提供一种评价层合玻璃承载能力的试验方法，所述方法将胶粘有边缘连接结构并固化后的层合玻璃试样放置于测试装置活动部上，用螺栓对试样边缘连接结构进行固定，用定力扳手拧紧，设置加载速度，使加载部向下位移给试样施加压缩载荷，直至试样破坏，试验自动停止，通过压力传感器采集压头最大载荷数据。
[0008]所述层合玻璃试样承载能力采用如下计算公式为：
[0009][0010]式中，S：断裂模量，MPa；P：破坏载荷，即压力传感器采集压头最大载荷数据，N；a：矩臂，即相邻的支撑边和加载边的间距，mm；b：样品宽度，mm；d1：玻璃厚度，mm；d2：胶片原始厚度，mm。
[0011]所述的层合玻璃试样为硅酸盐玻璃和胶片复合而成的层合结构，且硅酸盐玻璃为退火玻璃或预应力玻璃，所述计算公式适用于如下大小的试样：
[0012]胶片厚度在1mm
‑
10mm之间的单层或叠层聚氨酯胶片，试样长250
±
3mm，宽38
±
3mm；叠层聚氨酯胶片可以为多层，总厚度在1mm
‑
10mm之间即可。
[0013]施加压缩载荷过程中，载荷第一次下降时可能为试样边缘连接结构出现破坏，应以最终试验自动停止时对应的最大载荷作为承载能力的计算载荷；
[0014]所述的层合玻璃每组试样数量为10
‑
15根，承载能力取所有试样测试结果的算术平均值；
[0015]所述的边缘连接结构是指涤纶钢、玻璃钢、铝合金等材料加工成的与层合玻璃试样等宽度，并具有10mm
‑
20mm宽台阶区的结构，能够通过胶黏剂将层合玻璃试样两端包覆住的结构。用以模拟层合玻璃安装状态的结构，能够通过胶黏剂将层合玻璃试样两端包覆住的结构，真实模拟层合玻璃的使用环境。
[0016]所述的采用定力扳手的拧紧力矩为1.0N
·
m
‑
6.0N
·
m。
[0017]另一方面，提供一种评价层合玻璃承载能力的装置，采用所述评价层合玻璃承载能力的试验方法，所述装置含有支撑部、活动部、加载部。所述活动部分左右两个模块，分别通过螺栓固定于支撑部滑轨上，两个活动部之间间距可调，活动部上钻有两个螺栓孔，用来固定带边缘连接结构的层合玻璃试样，活动部与试样接触的边缘应为圆弧；所述加载部可通过传感器控制上下移动、施加载荷；
[0018]所述加载部弹性模量需大于200GPa；活动部选用材料的弹性模量需大于200GPa。
[0019]活动部与试样接触的边缘半径为3mm
±
0.1mm。
[0020]所述螺栓孔直径为3mm
‑
10mm，且两端活动部上四个螺栓孔组成一个矩形。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术工艺简单，适合于层合玻璃承载能力的考核，特别是风挡玻璃用。本专利技术试验装置操作简单，试样获取便捷，采用本专利技术装置能够方便快捷获取层合玻璃的承载能力指标，在本专利技术要求的试样尺寸内，采用本专利技术提出的计算公式能够贴近风挡用层合玻璃的承载能力实际结果，很方便获得层合玻璃的断裂模量，而不需要费力检测。本专利技术的计算公式可以通过仅测量试样中玻璃和胶片的厚度，以及试验中采集到的破坏载荷数据计算出层合玻璃的承载能力，而不需通过在试样表面粘贴应变片并额外采用动态信号测试分析系统的方式获取层合试样的承载能力，操作简单很多。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施的技术方案，下面将对本专利技术的实例中需要使用的附图作简单的解释。
[0023]图1为为层合玻璃承载能力测试装置示意图；
[0024]其中，1
‑
加载部；2
‑
活动部；3
‑
支撑部。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]以下结合附图给出本专利技术一种用于评价层合玻璃承载能力的装置及试验方法的具体实施方式。
[0027]本专利技术的测试装置：
[0028]评价层合玻璃承载能力的装置示意图参见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评价层合玻璃承载能力的试验方法，其特征在于：所述试验方法将胶粘有边缘连接结构并固化后的层合玻璃试样放置于测试装置活动部上，用螺栓对试样边缘连接结构进行固定，用定力扳手拧紧，设置加载速度，使加载部向下位移给试样施加压缩载荷，直至试样破坏，试验自动停止，通过压力传感器采集压头最大载荷数据。所述层合玻璃试样承载能力采用如下计算公式为：式中，S：断裂模量，MPa；P：破坏载荷，即压力传感器采集压头最大载荷数据，N；a：矩臂，即相邻的支撑边和加载边的间距，mm；b：样品宽度，mm；d1：玻璃厚度，mm；d2：胶片原始厚度，mm。2.根据权利要求1所述的评价层合玻璃承载能力的试验方法，其特征在于：所述的层合玻璃试样为硅酸盐玻璃和胶片复合而成的层合结构，且硅酸盐玻璃为退火玻璃或预应力玻璃，所述计算公式适用于如下大小的试样：胶片厚度在1mm
‑
10mm之间的单层或叠层聚氨酯胶片，试样长250
±
3mm，宽38
±
3mm。3.根据权利要求1所述的评价层合玻璃承载能力的试验方法，其特征在于：施加压缩载荷过程中，以最终试验自动停止时对应的最大载荷作为承载能力的计算载荷。4.根据权利要求1所述的评价层合玻璃承载能力的试验方法，其特征在于：所述的层合玻璃每组试样数量为10
‑
15根，承载能力取所有试样测试结果的算术平均值。5.根据权利要求1所述的评...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓宇，姜良宝，刘家希，李佳明，钟艳莉，颜悦，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：