一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样及测试方法技术

本发明专利技术提供一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样及测试方法，双搭接试样包括：第一中间基材板、第二中间基材板、第一胶粘剂层、第二胶粘剂层、第一外表面基材板、第二外表面基材板；第一中间基材板、第二中间基材板的厚度相同，上下表面齐平设置，且之间留有间隙；第一中间基材板与第二中间基材板上表面设置第一胶粘剂层，下表面设置第二胶粘剂层；第一胶粘剂层上表面设置第一外表面基材板，第二胶粘剂层下表面设置第二外表面基材板；第一中间基材板和第二中间基材板的外端适于夹具夹持。本发明专利技术通过采用双搭接模式，可以在拉伸剪切试验中，使用更厚的胶粘剂，适用于风电叶片用复合材料的强度测定，同时可以实现上下表面拉伸剪切强度的计算。切强度的计算。切强度的计算。

【技术实现步骤摘要】
一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样及测试方法


[0001]本专利技术属于胶粘剂测试
，具体涉及一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样及测试方法。

技术介绍

[0002]粘接是材料或构件相互连接的最重要方式，粘接的可靠性主要取决于胶粘剂的拉伸剪切性能，要保证粘接的可靠，就须有优良的拉伸剪切性能。国内风电行业快速发展，日趋成熟，大型风机叶片大多采用组装方式制造，叶片壳体分别在两个模具上灌注或手糊成型，之后采用胶粘剂将两个壳体和腹板粘接形成整体叶片，其中所使用的胶粘剂是叶片的重要结构材料，因而准确测试与评价结构胶的界面粘结剪切强度对于结构设计和安全可靠性评价至关重要。
[0003]目前对于胶粘剂界面拉伸剪切性能的测试方法主要有GB/T7124、ISO4587、BS EN 1465等国家、国际标准中提出的拉伸剪切强度测试方法，试样采用的是单搭接的形式。对单搭接试验，胶层太厚、太薄其强度都较低。这通常由于随着胶层厚度增加，必然导致胶层内聚强度迅速下降；胶层越厚，由于温度变化引起的内应力也大，这些内应力可造成胶接接头强度损失。胶层太薄，则胶接面上容易缺胶，缺胶处便成为胶粘剂膜的缺陷，在受力时，于缺陷周围容易产生应力集中，从而加速胶膜破裂，导致胶接强度低。因此，对于单搭接试验，为了保证胶接街头具有最高的胶接强度，对胶层厚度应严格控制，通常，胶接刚性制件的大多数胶黏剂，其胶层厚度对有机胶黏剂控制在0.05～0.15mm，无机胶黏剂控制在0.10～0.20mm，在保证不缺胶的前提下，尽量涂薄一些为好。
[0004]对于风电叶片行业来说，叶片壳体分别在两个模上成型，之后采用胶黏剂将2个壳体、腹板和芯材粘接形成整体叶片。叶片运行中将经受上亿次弯曲振动，粘结部分承受巨大的剪切力，因此风电叶片行业使用结构胶在实际工况中的粘结厚度较厚，大多数超过10mm以上，用单搭接法测试10mm粘接厚度以上的测试时，由于胶层较厚，测试过程中易出现施加的载荷偏离轴向，结果不太理想。且粘结基材为复合材料，由于复合材料在制备过程中，其上下表面采用的工艺不一样，导致基材的上下表面在与结构胶的拉伸剪切强度不一样。现有的测试方法不能测试粘结胶层较厚的情况，不能同时测试复合材料基材的两个粘接表面的拉伸剪切性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样及测试方法，通过采用双搭接模式，可以在拉伸剪切试验中，使用更厚的胶粘剂，适用于风电叶片用复合材料的强度测定，同时可以实现两个粘接表面拉伸剪切强度的计算。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，包括：
[0007]第一中间基材板、第二中间基材板、第一胶粘剂层、第二胶粘剂层、第一外表面基
材板、第二外表面基材板；
[0008]所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的厚度相同；所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的上下表面齐平设置，且所述第一中间基材板与所述第二中间基材板之间留有间隙；所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的上表面设置所述第一胶粘剂层，所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的下表面设置所述第二胶粘剂层；所述第一胶粘剂层的上表面设置所述第一外表面基材板，所述第二胶粘剂层的下表面设置所述第二外表面基材板；所述第一中间基材板和所述第二中间基材板的外端在长度方向上延伸至超出所述第一胶粘剂层、所述第二胶粘剂层，以适于夹具夹持。
[0009]优选地，所述第一中间基材板与所述第二中间基材板之间的间隙中设有定位块，所述定位块的厚度与所述第一中间基材板相同。
[0010]优选地，所述第一中间基材板、所述第二中间基材板、所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板为单向纤维复合材料。
[0011]优选地，所述第一中间基材板、所述第二中间基材板、所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板的厚度不小于5mm；
[0012]所述第一胶粘剂层、所述第二胶粘剂层的厚度为5
‑
30mm。
[0013]优选地，所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板的长度为55mm，宽度为25mm；
[0014]所述第一胶粘剂层与所述第一中间基材板、所述定位块、所述第二中间基材板的整体的粘接面的长度为(55+2*d)mm；
[0015]所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的总长度至少为(155+2*d)mm；所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的宽度为25mm；
[0016]其中，d为所述第一胶粘剂层的厚度；
[0017]所述定位块的长度为2
‑
5mm，宽度为25mm。
[0018]优选地，所述第一外表面基材板的两端的端面与所述第一外表面基材板的下表面的夹角为45
°
；
[0019]所述第二外表面基材板的两端的端面与所述第二外表面基材板的上表面的夹角为45
°
；
[0020]所述第一胶粘剂层的两端的端面与所述第一中间基材板、所述第二中间基材板上表面的夹角为45
°
；
[0021]所述第二胶粘剂层的两端的端面与所述第一中间基材板、所述第二中间基材板下表面的夹角为45
°
。
[0022]本专利技术的另一方面提供一种上述的测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1.制备所述第一中间基材板、所述第二中间基材板、所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板，并对所述第一中间基材板、所述第二中间基材板、所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板的粘接面进行表面处理；
[0024]S2.将所述第一中间基材板、所述第二中间基材板放置于工作台，所述第一中间基材板与所述第二中间基材板预留间隙；
[0025]S3.在所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的第一粘接面的边缘处设置第
一定位工装，所述第一定位工装用于限定涂抹的胶粘剂的厚度；
[0026]S4.将胶粘剂涂抹至所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的第一粘接面上，达到设定厚度，形成第一胶粘剂层；
[0027]S5.在所述第一胶粘剂层上设置第一外表面基材板；
[0028]S6.将所述第一外表面基材板与所述第一中间基材板、所述第二中间基材板固定，然后进行预固化；
[0029]S7.在所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的第二粘接面的边缘处设置第二定位工装，所述第二定位工装用于限定涂抹的胶粘剂的厚度；
[0030]S8.将胶粘剂涂抹至所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的第二粘接面上，达到设定厚度，形成第二胶粘剂层；
[0031]S9.将所述第二外表面基材板与所述第一中间基材板、所述第二中间基材板固定，然后进行固化；
[0032]S10.按照设定尺寸，对固化后的制品进行加工，得到所述测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样。
[0033]优选地，步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，其特征在于，包括：第一中间基材板、第二中间基材板、第一胶粘剂层、第二胶粘剂层、第一外表面基材板、第二外表面基材板；所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的厚度相同；所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的上下表面齐平设置，且所述第一中间基材板与所述第二中间基材板之间留有间隙；所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的上表面设置所述第一胶粘剂层，所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的下表面设置所述第二胶粘剂层；所述第一胶粘剂层的上表面设置所述第一外表面基材板，所述第二胶粘剂层的下表面设置所述第二外表面基材板；所述第一中间基材板和所述第二中间基材板的外端在长度方向上延伸至超出所述第一胶粘剂层、所述第二胶粘剂层，以适于夹具夹持。2.根据权利要求1所述的测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，其特征在于：所述第一中间基材板与所述第二中间基材板之间的间隙中设有定位块，所述定位块的厚度与所述第一中间基材板相同。3.根据权利要求1所述的测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，其特征在于：所述第一中间基材板、所述第二中间基材板、所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板为单向纤维复合材料。4.根据权利要求1所述的测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，其特征在于：所述第一中间基材板、所述第二中间基材板、所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板的厚度不小于5mm；所述第一胶粘剂层、所述第二胶粘剂层的厚度为5
‑
30mm。5.根据权利要求2所述的测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，其特征在于：所述第一外表面基材板、所述第二外表面基材板的长度为55mm，宽度为25mm；所述第一胶粘剂层与所述第一中间基材板、所述定位块、所述第二中间基材板的整体的粘接面的长度为(55+2*d)mm；所述第一中间基材板与所述第二中间基材板的总长度至少为(155+2*d)mm；所述第一中间基材板、所述第二中间基材板的宽度为25mm；其中，d为所述第一胶粘剂层的厚度；所述定位块的长度为2
‑
5mm，宽度为25mm。6.根据权利要求1所述的测试胶粘剂粘接界面强度的双搭接试样，其特征在于：所述第一外表面基材板的两端的端面与所述第一外表面基材板的下表面的夹角为45
°
；所述第二外表面基材板的两端的端面与所述第二外表面基材板的上表面的夹角为45
°
；所述第一胶粘剂层的两端的端面与所述第一中间基材板、所述第二中间基材板上表面的夹角为45
°
；所述第二胶粘剂层的两端的端面与所述第一中间基材板、所述第二中间基材板下表面的夹角为45
°
。7.一种如权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭兴财，辛婷婷，张海雁，张林文，魏海星，魏梓明，吴一凡，孙梦，白天明，
申请(专利权)人：北京玻钢院检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：