膠粘劑粘接方法的案例
【科普】膠粘劑和粘接的試驗方法匯總
【科普】膠粘劑和粘接的試驗方法匯總
有許多理由都需要進行膠粘劑和粘接試驗，其中一些是:
(1)性能比較(拉伸、剪切、剝離、彎曲、沖擊和劈裂強度;耐久性、疲勞、耐環境性和傳導性等)。
(2)對每批膠粘劑進行質量檢查、確定是否達到標準要求。
(3)檢驗表面及其處理的有效性。
(4)確定對預測性能有用的參數(固化條件、干燥條件、膠層厚度等)。
試驗對于材料科學和工程的各個方面都十分重要，尢其是對膠粘劑顯得更為重要。試驗不僅能測定膠粘劑的本身強度，而且還能評價粘接技術、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心的問題。
本章首先一般性地討論粘接接頭試驗的各種類型。包括一些比較重要的試驗，繼而列出某些學科領域中有關的ASTM方法和實踐以及SAE航天局推薦的方法(ARP/s)。
拉伸
單純拉伸試驗是負荷作用垂直于膠層平面并通過粘接面中心的試驗。ASTMD897粘接接頭拉伸強度測試方法是保留在ASTM中有關膠粘劑最古老的方法之一。對于試驗所用試件和夾具的制作必須給予重視。由于設計不妥，試驗時會產生邊緣應力，有很大的應力集中，所得到的應力數據進行類推求算不同。粘接面積或不同構形接頭的強度很可能是不真實的。因此，D897已被D2095(條型和圓棒試件拉伸強度測試方法)所代替。這種試件按照ASTMD2094(粘接試驗中條型和圓棒試件的制備)標準制作，很容易調整同心度。如果正確地制作試件和進行試驗，便能較精確地測定拉伸粘接強度。拉伸試驗是評價膠粘劑最普通的試驗。盡管是有經驗人員設計的接頭，也不能保證加荷時完全是拉伸形式。大多數結構材料都比膠粘劑的拉伸強度高。拉伸試驗的優點之一是能得到最基本的數據，如拉伸應變、彈性模量和拉伸強度。
展開 LS-DYNA中自適應ISPG方法的最新進展及其應用--回流焊、膠粘劑流動和涂層模擬
自適應ISPG方法模擬先進焊料橋接過程：
可以很好地模擬焊球橋接和側面潤濕
自動探測流體和固體之間的耦合關系
流體和固體之間的精確接觸(即使在硬邊緣處表面也能對齊)
高精度，每個焊球中只有約1,000個粒子
焊球橋接和側潤濕模擬
初始節點總數2,080個，最終變為3,375個
模擬時間120毫秒
焊球在結構表面的平滑流動
焊球在結構上的緊密貼合
1個CPU計算時間58分鐘
LS-DYNA ISPG方法支持*LOAD_THERMAL_LOAD_CURVE關鍵字，通過該關鍵字指定部件的節點溫度，在模擬回流焊過程中施加持續的溫度載荷（隨著時間變化）。同時，可將ISPG部件的粘度定義為溫度的函數，根據溫度-時間曲線的溫度值更新流體的粘度。
ISPG模擬溫度對回流焊的影響，使用回流曲線定義過程中溫度隨時間的變化。模擬場景：
0~22ms，預熱和回流階段，此時上板沿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
應用案例-粘膠劑流動、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膠粘劑的流動至關重要。目前ISPG研發的內容包括非牛頓流體模型，考慮流體性質隨時間和溫度變化的效應，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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自適應ISPG方法模擬先進焊料橋接過程：
可以很好地模擬焊球橋接和側面潤濕
自動探測流體和固體之間的耦合關系
流體和固體之間的精確接觸(即使在硬邊緣處表面也能對齊)
高精度，每個焊球中只有約1,000個粒子
焊球橋接和側潤濕模擬
初始節點總數2,080個，最終變為3,375個
模擬時間120毫秒
焊球在結構表面的平滑流動
焊球在結構上的緊密貼合
1個CPU計算時間58分鐘
LS-DYNA ISPG方法支持*LOAD_THERMAL_LOAD_CURVE關鍵字，通過該關鍵字指定部件的節點溫度，在模擬回流焊過程中施加持續的溫度載荷（隨著時間變化）。同時，可將ISPG部件的粘度定義為溫度的函數，根據溫度-時間曲線的溫度值更新流體的粘度。
ISPG模擬溫度對回流焊的影響，使用回流曲線定義過程中溫度隨時間的變化。模擬場景：
0~22ms，預熱和回流階段，此時上板沿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
應用案例-粘膠劑流動、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膠粘劑的流動至關重要。目前ISPG研發的內容包括非牛頓流體模型，考慮流體性質隨時間和溫度變化的效應，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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