一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具及使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具及使用方法。制备试样Ⅰ，将主体装置的凹面用万能实验机的上夹头中，将试样Ⅰ的玻璃基材Ⅰ压在凹槽内，将试样Ⅰ的金属基材固定于万能拉力机的下夹头中，启动万能拉力机，按照所规定的拉伸速率条件进行测试。制备试样Ⅱ，将一组夹具的主体装置的凹面用万能实验机的上夹头夹紧，将试样Ⅱ的玻璃基材Ⅱ压在凹槽内，将另一组夹具的主体装置的凹槽套于试样Ⅱ的玻璃基材Ⅲ上，通过被辅助保护装置压在凹槽内，启动万能拉力机，按照所规定的拉伸速率条件进行测试。效果是：夹具制作简单，结构简单，通用性强，操作方便。解决了拉伸剪切试样在测试中因玻璃基材破坏而无法测试的问题，提高了实验效率。
【专利说明】
一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具及使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具，是用于至少有一种基材为玻璃的胶粘剂粘接试样的拉伸剪切强度的测试夹具。
【背景技术】
[0002]拉伸剪切强度是表征胶粘剂粘接性能的重要指标之一。该强度常用于测量涂层与基体材料的界面结合强度。目前胶粘剂的拉伸剪切强度测试试样制作基本都是参照国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》(GB/T 7124-2008)的规定进行的。这一标准通常适用于金属或在拉伸剪切受力中不宜损坏的粘接基材，而当粘接基材为强度不高且易碎的玻璃时，直接按照该方法进行测试的结果通常是在胶层还未损坏时玻璃就已破坏，无法测出胶粘剂确切的拉伸剪切强度。
[0003]因此，发明一种提高测试结果可靠性的至少一种基材为玻璃的拉伸剪切测试夹具成为当前测试领域亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的状况，本发明提供了一种结构简单的至少有一种基材为玻璃的胶粘剂粘接试样的结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具，该测试夹具制备简单、易于操作、且通用性强，解决了拉伸剪切试样在测试中因玻璃基材破坏而无法测试的问题。
[0005]本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具，其特征在于:包括主体装置、辅助保护装置、螺栓，所述主体装置为长条板，靠近一端的上面为一凹槽，另一端的下面为凹面，在上面中间位置设有固定辅助保护装置的两个螺孔；
所述辅助保护装置为长方形薄板，在辅助保护装置的面上设有两条滑道；
所述主体装置设置在辅助保护装置下方，两个螺栓分别穿过辅助保护装置的两条滑道与两个螺孔螺接，主体装置固定在辅助保护装置上，调整两个螺栓可使辅助保护装置在主体装置的上平面相对滑动。
[0006]一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具的使用方法，其特征在于:步骤如下:
对于试样I基材为玻璃基材I和金属基材I时，
第一步，制备试样I等待测试，
基于国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)))(GB/T 7124-2008)的规定制备搭接试样，
试样I基材包括玻璃基材1、金属基材I，金属基材I的一端通过胶粘接在玻璃基材I的一端上，
试样I的玻璃基材I应满足，宽25mm±0.25mm、长多50mm，同时为保证玻璃强度可承受结构胶胶层破坏的力，玻璃基材I厚度应多5mm;金属基材I制备规格应为长100mm±0.25mm，宽25mm±0.25mm，厚1.5_±0.1mm，待测样的粘接面长度为12.5±0.25mm； 第二步，将主体装置的凹面即夹持段用万能实验机的上夹头夹紧并固定，使其呈自然下垂状；
第三步，将待测试样I的玻璃基材I放入主体装置的凹槽内，使玻璃一面完全贴紧凹槽底面，玻璃的搭接面与凹槽外侧在同一平面，并将两个螺栓分别穿过辅助保护装置的两条滑道与主体装置的两个螺孔螺接，玻璃基材I被辅助保护装置压在凹槽内；
第四步，将试样I的金属基材按标准GB/T 7124-2008固定于万能拉力机的下夹头中，调整万能拉力机的上、下夹头，夹具中可使用垫片，以保证待测试样I受力在胶层面，安装过程中测试样I处于自然不受力状态；
第五步，启动万能拉力机，上、下夹头分别向上下两相反方向以恒定测试速度对试样I施力，使试样I的一般破坏时间介于65s ± 20s，记录试样I剪切破坏的最大负荷为破坏载荷N，然后以破坏载荷N除以搭接剪切面积mm2得到试样I的拉伸剪切强度值MPa，为保证测试结果可靠，原则上平行试样I不少于5个，测试结果表明，试样I在胶接处发生断裂，破坏属于胶层损坏，从而保证了玻璃基材的完整性；
第六步，测试下一试样I时，将本夹具保持不动，调整两个螺栓使辅助保护装置移动，移除上一试样I，再重复步骤第三步?第五步进行下一试样I的安装测试；
对于试样π基材为玻璃基材π和玻璃基材m时，
第一步，制备试样π等待测试，
基于国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》(GB/T 7124-2008)的规定制备搭接试样，
试样π基材包括玻璃基材π、玻璃基材m，玻璃基材m的一端通过胶粘接在玻璃基材π的一端上，
玻璃基材Π和玻璃基材ΙΠ的制备规格尺寸同玻璃基材I，待测样的粘接面长度为12.5±0.25mm;
第二步，将一组夹具的主体装置的凹面即夹持段用万能实验机的上夹头夹紧并固定，将待测试样Π的玻璃基材Π放入该组主体装置的凹槽内，使玻璃面完全贴紧凹槽底面，玻璃的搭接面与凹槽外侧在同一平面，并将两个螺栓分别穿过辅助保护装置的两条滑道与主体装置的两个螺孔螺接，玻璃基材Π被辅助保护装置压在凹槽内；
第三步，将另一组夹具的主体装置的凹槽对应设置套于待测试样Π的玻璃基材m上，调整夹具，使玻璃基材m上端完全贴紧凹槽底面，玻璃的搭接面与凹槽外侧在同一平面，并将两个螺栓分别穿过辅助保护装置的两条滑道与主体装置的两个螺孔螺接，使玻璃基材m被辅助保护装置压在凹槽内；
第四步，调整万能拉力机下夹头，将另一组夹具的主体装置的凹面即夹持段用万能实验机的下夹头夹紧并固定，夹具中可使用垫片，以保证待测试样π受力在胶层面，安装过程中测试样π处于自然不受力状态；
第五步，启动万能拉力机，上、下夹头分别向上下两相反方向以恒定测试速度对试样施力，使试样π的一般破坏时间介于65s±20s，记录试样剪切破坏的最大负荷为破坏载荷N，然后以破坏载荷N除以搭接剪切面积mm2得到所测试样的拉伸剪切强度值MPa，为保证测试结果可靠，原则上平行试样不少于5个；
第六步，测试下一试样Π时，分别调整两组主体装置上的两个螺栓，使辅助保护装置移动，移除上一试样π，再重复步骤第三步?第五步进行下一试样Π的安装测试；
上述方法中，主体装置的凹槽与玻璃基材1、玻璃基材Π、玻璃基材m的尺寸关系应满足:玻璃基材长度<凹槽长度<玻璃基材长度+lmm，且0.5mm<玻璃基材厚度-凹槽深度<2mm ο
[0007]本发明的有益效果是:夹具制作简单，结构简单，通用性强，操作方便。解决了玻璃基材在拉伸剪切测试时，因拉力机夹头夹持不牢而滑脱或夹头用力过大使玻璃碎裂的现象，同时避免了因拉力过大所造成的玻璃破碎问题。解决了拉伸剪切试样在测试中因玻璃基材破坏而无法测试的问题，提高了实验效率，实验数据更加客观准确。本发明依据胶粘剂拉伸剪切强度测试方法中最为通用的标准GB/T 7124-2008对试样进行测试，所得结果更加通用可靠，不仅可以与采用本发明夹具进行测试的样品进行平行比较，与其他刚性基材直接进行测试的样品也可进行比较。
【附图说明】
[0008]图1为本发明设计的结构示意图；
图2为本发明主体装置的结构示意图；
图3为本发明辅助保护装置的结构示意图；
图4为以玻璃和金属为基材的粘接试样的示意图；
图5为以玻璃和玻璃为基材的粘接试样的示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体实施例对本发明所述的结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具作进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
[0010]—种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具，包括主体装置1、辅助保护装置2、螺栓3。[0011 ]主体装置I为长条板，靠近一端的上面为一凹槽1-1，用于放入玻璃试样，另一端的下面为凹面1-2，为万能试验机夹持段，在主体装置I上面中间位置设有固定辅助保护装置2的两个螺孔1-3。
[0012]辅助保护装置2为长方形薄板，在辅助保护装置2的面上设有两条滑道2-1。
[0013]主体装置I放置在辅助保护装置2下方，两个螺栓3分别穿过辅助保护装置2的两条滑道2-1与两个螺孔1-3螺接，将辅助保护装置2固定在主体装置I上，调整两个螺栓3可使辅助保护装置2在主体装置I的上平面相对滑动。
[0014]主体装置I和辅助保护装置2采用淬火的45#钢或强度足够高的金属材料制成，强度足够高是指在测试过程中保证装置不变形。
[0015]实施例1
如图4所示，对于试样14基材为玻璃基材(4-1和金属基材14-2时，
第一步，制备试样I (4)等待测试，
基于国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)))(GB/T 7124-2008)的规定制备搭接试样，试样14基材包括玻璃基材14-1、金属基材14-2，金属基材14-2的一端通过胶粘接在玻璃基材14-1的一端上，试样14的玻璃基材14-1应满足，宽25mm±0.25mm、长长多50mm，同时为保证玻璃强度可承受结构胶胶层破坏的力，玻璃基材14-1厚度应多5mm;金属基材4-2制备规格应为长100mm±0.25mm，宽25mm±0.25mm，厚1.5mm±0.1mm。待测样的粘接面长度为12.5±0.25mm。
[0016]第二步，将主体装置I的凹面1-2即夹持段用万能实验机的上夹头夹紧并固定，使其呈自然下垂状。
[0017]第三步，将待测试样14的玻璃基材14-1放入主体装置I的凹槽1-1内，使玻璃一面完全贴紧凹槽1-1底面，玻璃的搭接面与凹槽1-1外侧在同一平面，并将两个螺栓3分别穿过辅助保护装置2的两条滑道2-1与主体装置I的两个螺孔1-3螺接，玻璃基材14-1被辅助保护装置2压在凹槽1-1内。
[0018]第四步，将试样14的金属基材4-2按标准GB/T7124-2008固定于万能拉力机的下夹头中，调整万能拉力机的上、下夹头，夹具中可使用垫片，以保证待测试样14受力在胶层面，安装过程中测试样14处于自然不受力状态。
[0019]第五步，安装完毕后，按照标准GB/T7124-2008所规定的拉伸速率条件进行测试，并计算试样的拉伸剪切强度值。
[0020]第六步，测试下一试样14时，将本夹具保持不动，调整两个螺栓3使辅助保护装置2移动，移除上一试样14，再重复步骤第三步?第五步进行下一试样14的安装测试。
[0021]实施例2
如图4所示，对于试样Π 5基材为玻璃基材Π 5-1和玻璃基材ΙΠ5-2时，
第一步，制备试样Π 5等待测试，
基于国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》(GB/T 7124-2008)的规定制备搭接试样，
试样Π 5基材包括玻璃基材Π 5-1、玻璃基材ΙΠ5-2，玻璃基材ΙΠ5-2的一端通过胶粘接在玻璃基材Π 5-1的一端上，玻璃基材Π 5-1)和玻璃基材ΙΠ5-2制备规格尺寸同玻璃基材I4-1 ；宽25_±0.25_、长多50_，厚度多5_;待测样的粘接面长度为12.5±0.25_。
[0022]第二步，将一组夹具的主体装置I的凹面1-2即夹持段用万能实验机的上夹头夹紧并固定，将待测试样Π 5的玻璃基材Π 5-1放入该组主体装置I的凹槽1-1内，使玻璃面完全贴紧凹槽1-1底面，玻璃的搭接面与凹槽1-1外侧在同一平面，并将两个螺栓3分别穿过辅助保护装置2的两条滑道2-1与主体装置I的两个螺孔1-3螺接，玻璃基材Π 5-1被辅助保护装置2压在凹槽1-1内。
[0023]第三步，将另一组夹具的主体装置I的凹槽1-1对应设置套于待测试样Π5的玻璃基材ΙΠ5-2上，两组夹具主体装置I的凹槽1-1对应设置，调整夹具，使玻璃基材ΙΠ5-2上端完全贴紧凹槽1-1底面，玻璃的搭接面与凹槽1-1外侧在同一平面，并将两个螺栓3分别穿过辅助保护装置2的两条滑道2-1与主体装置I的两个螺孔1-3螺接，使玻璃基材ΙΠ5-2被辅助保护装置2压在凹槽1-1内。
[0024]第四步，调整万能拉力机下夹头，将另一组夹具的主体装置I的凹面1-2即夹持段用万能实验机的下夹头夹紧并固定，夹具中可使用垫片，以保证待测试样Π 5受力在胶层面，安装过程中测试样Π 5处于自然不受力状态。
[0025]第五步，安装完毕后，按照标准GB/T7124-2008所规定的拉伸速率条件进行测试，并计算试样的拉伸剪切强度值；
第六步，测试下一试样Π 5时，分别调整两组主体装置I上的两个螺栓3，使辅助保护装置2移动，移除上一试样Π 5，再重复步骤第三步?第五步进行下一试样Π 5的安装测试。
[0026]上述实施例中，主体装置I的凹槽1-1与玻璃基材1、玻璃基材Π5-1、玻璃基材m的尺寸关系应满足:玻璃基材长度< 凹槽长度<玻璃基材长度+1mm，且0.5mm<玻璃基材厚度-凹槽深度<2mm。
【主权项】
1.一种结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具，其特征在于:包括主体装置(I)、辅助保护装置(2)、螺栓(3)，所述主体装置(I)为长条板，靠近一端的上面为一凹槽(1-1)，另一端的下面为凹面(1-2)，在上面中间位置设有固定辅助保护装置(2)的两个螺孔(1-3);所述辅助保护装置(2)为长方形薄板，在辅助保护装置(2)的面上设有两条滑道(2-1);所述主体装置(I)设置在辅助保护装置(2)下方，两个螺栓(3)分别穿过辅助保护装置(2)的两条滑道(2-1)与两个螺孔(1-3)螺接，将辅助保护装置(2)固定在主体装置(I)上，调整两个螺栓(3)可使辅助保护装置(2)在主体装置(I)的上平面相对滑动。2.根据权利要求1所述的结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具，其特征在于:所述主体装置(I)和辅助保护装置(2)采用淬火的45#钢或强度足够高的金属材料制成。3.—种采用权利要求1所述的结构胶粘剂拉伸剪切性能测试夹具的使用方法，其特征在于:步骤如下， 对于试样I (4)基材为玻璃基材I (4-1)和金属基材I (4-2)时， 第一步，制备试样I (4)等待测试， 基于国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》(GB/T 7124-2008)的规定制备搭接试样， 试样I (4)基材包括玻璃基材I (4-1)、金属基材I (4-2)，金属基材I (4-2)的一端通过胶粘接在玻璃基材1(4-1)的一端上并通过胶粘剂粘接在一起， 试样1(4)的玻璃基材1(4-1)应满足，宽25mm±0.25mm、长彡50mm，同时为保证玻璃强度可承受结构胶胶层破坏的力，玻璃基材I (4-1)厚度应多5mm;金属基材1(4-2)制备规格应为长10mm± 0.25mm，宽25mm± 0.25mm，厚I.5mm± 0.Imm，待测样的粘接面长度为12.5 ±.0.25mm； 第二步，将主体装置(I)的凹面(1-2)即夹持段用万能实验机的上夹头夹紧并固定，使其呈自然下垂状；第三步，将待测试样1(4)的玻璃基材1(4-1)放入主体装置(I)的凹槽(1-1)内，使玻璃一面完全贴紧凹槽(1-1)底面，玻璃的搭接面与凹槽(1-1)外侧在同一平面，并将两个螺栓(3)分别穿过辅助保护装置(2)的两条滑道(2-1)与主体装置(I)的两个螺孔(1-3)螺接，玻璃基材1(4-1)被辅助保护装置(2)压在凹槽(1-1)内，第四步，将试样1(4)的金属基材(4-2)按标准GB/T 7124-2008固定于万能拉力机的下夹头中，调整万能拉力机的上、下夹头，夹具中可使用垫片，以保证待测试样1(4)受力在胶层面，安装过程中测试样1(4)处于自然不受力状态； 第五步，启动万能拉力机，上、下夹头分别向上下两相反方向以恒定测试速度对试样I(4)施力，使试样1(4)的一般破坏时间介于65s±20s，记录试样1(4)剪切破坏的最大负荷为破坏载荷N，然后以破坏载荷N除以搭接剪切面积mm2得到试样I (4)的拉伸剪切强度值MPa，为保证测试结果可靠，原则上平行试样1(4)不少于5个，测试结果表明，试样1(4)在胶接处发生断裂，破坏属于胶层损坏，从而保证了玻璃基材的完整性； 第六步，测试下一试样1(4)时，将本夹具保持不动，调整两个螺栓(3)使辅助保护装置(2)移动，移除上一试样1(4)，再重复步骤第三步?第五步进行下一试样1(4)的安装测试； 对于试样Π (5)基材为玻璃基材Π (5-1)和玻璃基材ΙΠ(5-2)时， 第一步，制备试样Π (5)等待测试， 基于国标《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法(金属对金属)》(GB/T 7124-2008)的规定制备搭接试样， 试样Π (5)基材包括玻璃基材Π (5-1)、玻璃基材m (5-2 )，玻璃基材m (5-2 )的一端通过胶粘接在玻璃基材Π (5-1)的一端上， 玻璃基材Π (5-1)和玻璃基材ΠΚ5-2)的制备规格尺寸同玻璃基材1(4-1)，待测样的粘接面长度为12.5±0.25mm; 第二步，将一组夹具的主体装置(I)的凹面(1-2)即夹持段用万能实验机的上夹头夹紧并固定，将待测试样Π (5)的玻璃基材Π (5-1)放入该组主体装置(I)的凹槽(1-1)内，使玻璃面完全贴紧凹槽(1-1)底面，玻璃的搭接面与凹槽(1-1)外侧在同一平面，并将两个螺栓(3)分别穿过辅助保护装置(2)的两条滑道(2-1)与主体装置(I)的两个螺孔(1-3)螺接，玻璃基材Π (5-1)被辅助保护装置(2)压在凹槽(1-1)内； 第三步，将另一组夹具的主体装置(I)的凹槽(1-1)对应设置套于待测试样Π (5)的玻璃基材ΠΚ5-2)上，调整夹具，使玻璃基材ΠΚ5-2)上端完全贴紧凹槽(1-1)底面，玻璃的搭接面与凹槽(1-1)外侧在同一平面，并将两个螺栓(3)分别穿过辅助保护装置(2)的两条滑道(2-1)与主体装置(I)的两个螺孔(1-3)螺接，使玻璃基材ΠΚ5-2)被辅助保护装置(2)压在凹槽(1-1)内； 第四步，调整万能拉力机下夹头，将另一组夹具的主体装置(I)的凹面(1-2)即夹持段用万能实验机的下夹头夹紧并固定，夹具中可使用垫片，以保证待测试样Π (5)受力在胶层面，安装过程中测试样Π (5)处于自然不受力状态； 第五步，启动万能拉力机，上、下夹头分别向上下两相反方向以恒定测试速度对试样施力，使试样Π (5)的一般破坏时间介于65s ± 20s，记录试样剪切破坏的最大负荷为破坏载荷N，然后以破坏载荷N除以搭接剪切面积mm2得到所测试样的拉伸剪切强度值MPa，为保证测试结果可靠，原则上平行试样不少于5个； 第六步，测试下一试样Π (5)时，分别调整两组主体装置(I)上的两个螺栓(3)，使辅助保护装置(2)移动，移除上一试样Π (5)，再重复步骤第三步?第五步进行下一试样Π (5)的安装测试； 上述方法中，主体装置(I)的凹槽(1-1)与玻璃基材1、玻璃基材Π (5-1)、玻璃基材m的尺寸关系应满足:玻璃基材长度< 凹槽长度<玻璃基材长度+1mm，且0.5mm<玻璃基材厚度-凹槽深度<2mm。
【文档编号】G01N19/04GK105891111SQ201610367238
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】段亚冲, 吴子刚, 高之香, 李建武, 李崇, 李程, 闫静, 石震鹏
【申请人】三友（天津）高分子技术有限公司