膠粘劑粘接方法
關(guān)注創(chuàng)建者：晉源貔貅 創(chuàng)建時(shí)間：2018-07-23
膠粘劑粘接方法的實(shí)例教程
【科普】膠粘劑和粘接的試驗(yàn)方法匯總
有許多理由都需要進(jìn)行膠粘劑和粘接試驗(yàn)，其中一些是:
(1)性能比較(拉伸、剪切、剝離、彎曲、沖擊和劈裂強(qiáng)度;耐久性、疲勞、耐環(huán)境性和傳導(dǎo)性等)。
(2)對(duì)每批膠粘劑進(jìn)行質(zhì)量檢查、確定是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
(3)檢驗(yàn)表面及其處理的有效性。
(4)確定對(duì)預(yù)測(cè)性能有用的參數(shù)(固化條件、干燥條件、膠層厚度等)。
試驗(yàn)對(duì)于材料科學(xué)和工程的各個(gè)方面都十分重要，尢其是對(duì)膠粘劑顯得更為重要。試驗(yàn)不僅能測(cè)定膠粘劑的本身強(qiáng)度，而且還能評(píng)價(jià)粘接技術(shù)、表面清潔、表面處理的有效性、表面腐蝕、膠粘劑涂布、膠層厚度和固化條件等人們非常關(guān)心的問(wèn)題。
本章首先一般性地討論粘接接頭試驗(yàn)的各種類(lèi)型。包括一些比較重要的試驗(yàn)，繼而列出某些學(xué)科領(lǐng)域中有關(guān)的ASTM方法和實(shí)踐以及SAE航天局推薦的方法(ARP/s)。
拉伸
單純拉伸試驗(yàn)是負(fù)荷作用垂直于膠層平面并通過(guò)粘接面中心的試驗(yàn)。ASTMD897粘接接頭拉伸強(qiáng)度測(cè)試方法是保留在ASTM中有關(guān)膠粘劑最古老的方法之一。對(duì)于試驗(yàn)所用試件和夾具的制作必須給予重視。由于設(shè)計(jì)不妥，試驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生邊緣應(yīng)力，有很大的應(yīng)力集中，所得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行類(lèi)推求算不同。粘接面積或不同構(gòu)形接頭的強(qiáng)度很可能是不真實(shí)的。因此，D897已被D2095(條型和圓棒試件拉伸強(qiáng)度測(cè)試方法)所代替。這種試件按照ASTMD2094(粘接試驗(yàn)中條型和圓棒試件的制備)標(biāo)準(zhǔn)制作，很容易調(diào)整同心度。如果正確地制作試件和進(jìn)行試驗(yàn)，便能較精確地測(cè)定拉伸粘接強(qiáng)度。拉伸試驗(yàn)是評(píng)價(jià)膠粘劑最普通的試驗(yàn)。盡管是有經(jīng)驗(yàn)人員設(shè)計(jì)的接頭，也不能保證加荷時(shí)完全是拉伸形式。大多數(shù)結(jié)構(gòu)材料都比膠粘劑的拉伸強(qiáng)度高。拉伸試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)之一是能得到最基本的數(shù)據(jù)，如拉伸應(yīng)變、彈性模量和拉伸強(qiáng)度。
展開(kāi) 自適應(yīng)ISPG方法模擬先進(jìn)焊料橋接過(guò)程：
可以很好地模擬焊球橋接和側(cè)面潤(rùn)濕
自動(dòng)探測(cè)流體和固體之間的耦合關(guān)系
流體和固體之間的精確接觸(即使在硬邊緣處表面也能對(duì)齊)
高精度，每個(gè)焊球中只有約1,000個(gè)粒子
焊球橋接和側(cè)潤(rùn)濕模擬
初始節(jié)點(diǎn)總數(shù)2,080個(gè)，最終變?yōu)?,375個(gè)
模擬時(shí)間120毫秒
焊球在結(jié)構(gòu)表面的平滑流動(dòng)
焊球在結(jié)構(gòu)上的緊密貼合
1個(gè)CPU計(jì)算時(shí)間58分鐘
LS-DYNA ISPG方法支持*LOAD_THERMAL_LOAD_CURVE關(guān)鍵字，通過(guò)該關(guān)鍵字指定部件的節(jié)點(diǎn)溫度，在模擬回流焊過(guò)程中施加持續(xù)的溫度載荷（隨著時(shí)間變化）。同時(shí)，可將ISPG部件的粘度定義為溫度的函數(shù)，根據(jù)溫度-時(shí)間曲線的溫度值更新流體的粘度。
ISPG模擬溫度對(duì)回流焊的影響，使用回流曲線定義過(guò)程中溫度隨時(shí)間的變化。模擬場(chǎng)景：
0~22ms，預(yù)熱和回流階段，此時(shí)上板沿z方向以恒定速度向下壓縮
22~50ms，冷卻階段，溫度以恒定的冷卻速度降低，上板停止向下壓縮
應(yīng)用案例-粘膠劑流動(dòng)、涂層模擬
背景：膠粘劑在鋁、碳纖維、鋼等不同材料零部件的連接中的作用越來(lái)越大。
膠粘劑的表面張力、表面吸附力以及非牛頓流體特性對(duì)膠粘劑的流動(dòng)至關(guān)重要。目前ISPG研發(fā)的內(nèi)容包括非牛頓流體模型，考慮流體性質(zhì)隨時(shí)間和溫度變化的效應(yīng)，如流凝性流體、觸變性流體、Bingham流體以及 Hershel-bulkley流體等。
展開(kāi) 自適應(yīng)ISPG方法模擬先進(jìn)焊料橋接過(guò)程：
可以很好地模擬焊球橋接和側(cè)面潤(rùn)濕
自動(dòng)探測(cè)流體和固體之間的耦合關(guān)系
流體和固體之間的精確接觸(即使在硬邊緣處表面也能對(duì)齊)
高精度，每個(gè)焊球中只有約1,000個(gè)粒子
焊球橋接和側(cè)潤(rùn)濕模擬
初始節(jié)點(diǎn)總數(shù)2,080個(gè)，最終變?yōu)?,375個(gè)
模擬時(shí)間120毫秒
焊球在結(jié)構(gòu)表面的平滑流動(dòng)
焊球在結(jié)構(gòu)上的緊密貼合
1個(gè)CPU計(jì)算時(shí)間58分鐘
LS-DYNA ISPG方法支持*LOAD_THERMAL_LOAD_CURVE關(guān)鍵字，通過(guò)該關(guān)鍵字指定部件的節(jié)點(diǎn)溫度，在模擬回流焊過(guò)程中施加持續(xù)的溫度載荷（隨著時(shí)間變化）。同時(shí)，可將ISPG部件的粘度定義為溫度的函數(shù)，根據(jù)溫度-時(shí)間曲線的溫度值更新流體的粘度。
ISPG模擬溫度對(duì)回流焊的影響，使用回流曲線定義過(guò)程中溫度隨時(shí)間的變化。模擬場(chǎng)景：
0~22ms，預(yù)熱和回流階段，此時(shí)上板沿z方向以恒定速度向下壓縮
22~50ms，冷卻階段，溫度以恒定的冷卻速度降低，上板停止向下壓縮
應(yīng)用案例-粘膠劑流動(dòng)、涂層模擬
背景：膠粘劑在鋁、碳纖維、鋼等不同材料零部件的連接中的作用越來(lái)越大。
膠粘劑的表面張力、表面吸附力以及非牛頓流體特性對(duì)膠粘劑的流動(dòng)至關(guān)重要。目前ISPG研發(fā)的內(nèi)容包括非牛頓流體模型，考慮流體性質(zhì)隨時(shí)間和溫度變化的效應(yīng)，如流凝性流體、觸變性流體、Bingham流體以及 Hershel-bulkley流體等。
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膠粘劑粘接方法的最新內(nèi)容
LS-DYNA引入不可壓縮光滑粒子伽遼金方法ISPG，以拉格朗日方式求解納維-斯托克斯方程。本方法旨在解決強(qiáng)形式拉格朗日粒子法在求解不可壓縮自由表面流動(dòng)時(shí)關(guān)鍵的數(shù)值不穩(wěn)定性問(wèn)題。ISPG方法提供了一種穩(wěn)健和有效的方法求解精確的結(jié)果，包括流固耦合。
回流焊工藝涉及多個(gè)設(shè)計(jì)因素，這些因素能夠影響熔融焊點(diǎn)的最終形狀，如焊點(diǎn)體積、恢復(fù)力、表面張力、接觸角、焊盤(pán)厚度和焊盤(pán)尺寸等
LS-DYNA引入不可壓縮光滑粒子伽遼金方法ISPG，以拉格朗日方式求解納維-斯托克斯方程。本方法旨在解決強(qiáng)形式拉格朗日粒子法在求解不可壓縮自由表面流動(dòng)時(shí)關(guān)鍵的數(shù)值不穩(wěn)定性問(wèn)題。ISPG方法提供了一種穩(wěn)健和有效的方法求解精確的結(jié)果，包括流固耦合。
回流焊工藝涉及多個(gè)設(shè)計(jì)因素，這些因素能夠影響熔融焊點(diǎn)的最終形狀，如焊點(diǎn)體積、恢復(fù)力、表面張力、接觸角、焊盤(pán)厚度和焊盤(pán)尺寸等
38耐應(yīng)力開(kāi)裂
ASTMD3929-80--使用彎曲梁方法評(píng)估膠粘劑粘接塑料的應(yīng)力開(kāi)裂的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
39表面處理
(1)ASTMD2093-69(1976)--粘接前塑料表面處理的標(biāo)準(zhǔn)推薦方法。
(2)ASTMD2651-79(1984)--粘接用金屬表面處理的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐。
