有机硅结构胶耐疲劳性能的研究

测定了几种有机硅结构胶在不同拉压幅度下的耐疲劳次数,发现一定拉压幅度下结构胶的动态耐疲劳次数与静态拉伸时同位移的强度(模量)成反比,与拉伸粘接强度无明显关系。评价某产品的耐疲劳性能时,对模量的关注应优先于伸长率,且单、双组分结构胶的伸长率应分别进行比较。     

汽车用胶粘剂的动载荷老化行为研究

对比分析了两种胶粘剂(S265和B7)制成粘接件的动载荷老化行为,考察了载荷水平对粘接件剩余强度的影响。研究结果表明:S265剪切粘接件和拉伸粘接件的初始强度都要高于B7粘接件,S265和B7粘接件的失效疲劳循环次数都随着载荷减小而增大。在不同载荷下,S265和B7粘接件的剩余强度都会随着疲劳循环次数增加而逐渐减小;在S265和B7粘接件的拉伸或者剪切载荷老化试验过程中,纯拉伸和纯剪切试件的疲劳循环次数随着载荷的变化规律相同,都表现为随着载荷增加,粘接件的疲劳循环次数呈现逐渐升高的特征;在相同载荷作用下,剪切粘接件的疲劳循环次数都低于拉伸粘接件。B7粘接件抑制载荷老化的能力会优于S265粘接件,且相较于拉伸粘接件,剪切粘接件的强度受载荷老化的影响更大。     

ESBR硫化胶交联结构及动态粘弹性在拉伸疲劳过程中的变化

研究炭黑和白炭黑填充乳聚丁苯橡胶硫化胶拉伸疲劳过程中交联结构和动态粘弹性的变化。结果表明,炭黑填充胶料的拉伸性能在拉伸疲劳次数低于50万次时下降明显,而白炭黑填充胶料在50万～100万次之间下降幅度较大;随着拉伸疲劳次数的增加,两种胶料的交联密度均减小;拉伸疲劳次数达到200万次时,炭黑填充胶料的tanδ峰宽明显增大,而白炭黑填充胶料在拉伸疲劳次数50万次以上tanδ峰就明显增高、增宽;炭黑填充胶料疲劳后高弹态的tanδ变化不大,而白炭黑填充胶料tanδ显著增大;白炭黑填充胶料的Payne效应较炭黑填充胶料大,且拉伸疲劳后Payne效应明显减小。     

有机硅密封胶粘接结构的拉伸疲劳及棘轮效应研究

为了研究有机硅密封胶(DB527)粘接的对接试件在单轴拉伸循环载荷作用下的疲劳性能和棘轮效应,分别分析了应力幅值、平均应力和不同加载历史对粘接试件的棘轮应变、棘轮应变率以及疲劳寿命的影响。研究结果表明:应力幅值变化对粘接结构的疲劳寿命和棘轮应变影响很大,随着应力幅值增大,滞环面积增加,稳定阶段棘轮应变随之增加,棘轮应变率也增加;而且粘接材料随着应力幅值的增加出现循环软化现象。在不同的平均应力情况下,随着平均应力的增加,应力-应变曲线变宽,棘轮应变也明显增加,棘轮应变率呈S形的增长趋势。两种情况下粘接结构的疲劳寿命,都随之增加而下降。     

空间级加成型硅橡胶的拉伸性能

对空间级加成型硅橡胶（KH－S－A）进行了真空热循环试验（123－403K，10^-5Pa）。结果表明，试样质量损失率随热循环次数增加而提高，随后趋与平缓；在室温及高温条件下，试样拉伸强度随循环次数的增加开始增强而后下降；热循环过程中发生应变滞后现象，第1次循环后产生附加残余应变，260次循环后残余应变消失，400次循环后重新产生残余应变同时伸强度下降。     

结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响分析

隐框式建筑幕墙是当前建筑幕墙设计的主要形式,其结构胶粘接厚度对于幕墙安全性尤为关键,因此分析了结构胶粘接厚度对建筑幕墙抗形变能力影响。根据胶粘剂力学性能中的拉伸弹性模量与剪切模量进行结构胶粘接厚度计算,确定建筑幕墙最佳结构胶粘接厚度,并分析建筑幕墙结构胶变形性能,获取了结构胶拉伸变形同剪切变形的相关性。根据结构胶相关拉伸剪切强度测试标准,利用电子万能测试机进行结构胶粘接厚度对结构胶变形能力的影响测试和结构胶变形对建筑幕墙抗变形能力的影响测试。测试结果显示当结构胶粘接厚度达到最优值后,随着粘接厚度逐渐增加结构胶粘剂拉伸与剪切强度整体表现为逐渐降低状态,而粘接厚度下降则易导致胶粘剂粘接强度下降;结构胶受外力加载条件下产生的变形是建筑幕墙结构变形位移量的20%左右。     

丁腈橡胶耐疲劳性能的研究

通过压缩疲劳和拉伸疲劳试验对丁腈橡胶(NBR)耐疲劳性能进行研究。结果表明:随着压缩疲劳次数增大,硫化胶的硬度、永久变形和温升均在疲劳前期迅速增大,随着压缩时间延长,增速减缓;随着拉伸疲劳次数增大,硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,总交联密度减小,10 min时的应力松弛系数和2 min时的应力松弛系数变化趋势相同,均先减小后增大最后趋于稳定。     

铝/丁羟胶粘接强度的率相关特性研究

参照试验标准设计了用于测量铝与端羟基聚丁二烯(丁羟胶)粘接强度的单轴拉伸试验,通过变换拉伸速率获得了粘接强度与拉伸速率的关系,随着拉伸速率的增大粘接强度不断升高。同时进行了丁羟胶片的单轴拉伸试验并获得了200%应变范围内的应力-应变曲线。结果发现,丁羟胶作为铝板的胶粘剂的粘接强度明显大于丁羟胶片自身的强度,且粘接时丁羟胶的伸长率明显下降。     

复合材料胶接修补结构疲劳性能的数值和试验研究

为研究室温下复合材料胶接修补结构的疲劳性能,以三维渐进损伤理论为基础,创建了复合材料胶接修补模型,利用材料损伤判断子程序实现对修补结构的静拉伸失效载荷及剩余强度的预测分析,并进行了相关试验的对比分析。采用5种不同尺寸的圆形补片来评价修补效果,并利用超景深仪对修补试件的疲劳损伤扩展模式进行微观测量。结果表明:静载拉伸中,尺寸为3.5r的修补结构承载能力最好;疲劳循环中,尺寸为2.5r的修补结构剩余强度提升效果最好;疲劳载荷下,当循环次数较低时,修补结构的主要损伤为基体开裂,而随着循环次数的增大,主要损伤为纤维断裂。     

风电叶片用环氧结构胶的工艺性能研究

研究了混合后晾置时间、固化程度、混合比例和胶层厚度对风电叶片用环氧结构胶粘接性能的影响。采用拉伸剪切强度和等效剥离强度对粘接性能进行表征。研究表明:结构胶混合后晾置90 min再进行粘接,粘接强度最高;Tg达到60℃后,粘接强度处于稳定状态;在正负5%的配比变化范围内,粘接性能稳定;胶层厚度增加,剪切强度呈线性下降趋势,而剥离性能基本稳定。此项研究为风电叶片合模工艺优化提供了技术基础。     

室温固化双组分环氧树脂结构胶的研究

以环氧树脂(EP)和二乙烯三胺基甘油正丁基醚(593)固化剂为基体,以自制底胶和预处理过的石英粉为填料,制取室温固化双组分EP结构胶。研究了不同配方、粘接工艺对EP结构胶粘接性能的影响。实验结果表明,该EP结构胶在室温条件下具有优异的粘接性能,用于粘接45#钢/钢时,其室温拉伸剪切强度为27.4MPa;该EP结构胶浇铸体的拉伸强度为44.6MPa,拉伸模量为6.82GPa;一种新的自制底胶和经KH-560偶联剂处理过的石英粉填料是拉伸剪切强度显著提高的关键因素。     

高温环境下建筑结构胶的性能研究

高温环境下,建筑结构胶的性能会发生一定的变化。为了安全起见,在高温下使用建筑结构胶时必须对其进行性能检测。文章通过实验研究的方式,研究在不同温度下两种建筑结构胶的拉伸性能和拉伸剪强度。研究结果表明,高温环境下建筑结构胶的性能会发生显著变化;当温度不断升高时,建筑结构胶的拉伸强度、拉伸弹性模量和拉伸剪切强度都会随之降低,拉伸蠕变和拉伸断裂伸长率会随之增加。     

拉伸疲劳过程中未填充丁苯橡胶/反式-1,4-聚异戊二烯共混硫化胶性能的变化

研究了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)用量不同的未填充丁苯橡胶(SBR)/TPI共混硫化胶的拉伸疲劳性能,考察了TPI用量为20份(质量,下同)的未填充SBR/TPI共混硫化胶在拉伸疲劳过程中动态性能及TPI结晶性能的变化。结果表明,TPI用量为20份或30份时SBR/TPI共混硫化胶的拉伸疲劳性能较好,随TPI用量增加其疲劳断裂表面的撕裂线逐渐增多。X射线衍射分析表明SBR/TPI(质量比为80/20)共混硫化胶的结晶衍射峰强度随着拉伸疲劳次数的增加而不断增强。动态力学分析表明SBR与TPI的相容性良好;随拉伸疲劳次数增加SBR硫化胶损耗因子的峰值不断降低,而TPI用量为20份的SBR/TPI共混硫化胶在拉伸疲劳过程中损耗因子峰值的变化不明显,但损耗因子在40～60℃有较大幅度的下降。     

高温循环作用下水泥砂浆的力学性能研究

为了研究高温循环作用下水泥基材料的力学特性,对经高温循环作用后的水泥砂浆试件进行了单轴压缩变形试验.研究结果表明:当循环次数为5次以内时,水泥砂浆的抗压强度随着高温循环次数的增加呈波动变化,无明显增大或减小趋势,但随温度和水灰比的增大而减小;在400℃以内,温度对水泥砂浆的峰值应变影响较小,但峰值应变随着高温循环次数的增加而增大;水泥砂浆的弹性模量随着高温循环次数的增加呈先增大后减小的变化规律.     

热疲劳作用对混凝土力学性能及微观结构的影响

我国西北地区日、年温差大,混凝土经历着温差产生的热疲劳劣化。保持环境湿度恒定,在20 ℃、30 ℃、40 ℃温差下开展两种强度等级的混凝土热疲劳试验,测定其抗压强度、劈裂抗拉强度等宏观性能变化规律;通过超声无损检测技术和压汞试验测定微观结构。结果表明:热疲劳劣化效应明显,随循环温差的增大和循环次数增加,混凝土强度下降明显,C40混凝土下降幅度大于C25混凝土,且劈裂抗拉强度较抗压强度对热疲劳作用更敏感;超声波速呈减小趋势,说明混凝土内部裂隙缺陷增多;同一循环温差下,混凝土的孔隙率、孔隙总体积、平均孔径、中值孔径、最可几孔径随温差循环次数增加而增大,孔隙总表面积减小,孔隙结构表现出粗化的特征且呈劣化的趋势,C40混凝土的孔隙率小于C25混凝土,但其孔隙率相对变化值更大,从微观层面揭示了混凝土在热疲劳作用下强度损伤的内在原因。     

白炭黑填充NR拉伸疲劳过程中介观结构及动态粘弹性的演变

通过改变白炭黑粒子的网络化程度,系统地研究了其填充天然橡胶在拉伸疲劳过程中的介观结构及动态粘弹性能。结果表明,硫化胶疲劳寿命与白炭黑粒子的网络化程度呈线性关系;疲劳试验后,硫化胶Payne效应的下降幅度与白炭黑粒子的网络化程度正相关;疲劳前试样的损耗因子tanδ达到峰值时所需应变高于疲劳后试样;tanδ随疲劳程度的增大而升高,疲劳前试样的E′值对温度的依赖性较强,填充50份白炭黑的NR橡胶E′下降过程可分为2个阶段;白炭黑粒子在疲劳过程中出现一定程度的团聚现象。     

丁腈橡胶疲劳老化性能的影响研究

通过压缩疲劳、拉伸疲劳老化实验研究丁腈橡胶性能在疲劳老化过程的性能变化,结果表明：丁腈橡胶硫化胶经过不同压缩疲劳老化时间后,其硬度值、疲劳温升和永久形变率均在疲劳前期迅速增大,后期增大速率变缓;随着拉伸疲劳次数的增加,硫化胶的总交联密度降低,拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低;随着拉伸疲劳次数的增加,σ10/σ0、σ2/σ0的变化规律相似,均呈现为先降低后增高最后趋于恒定的趋势。     

聚氨酯胶粘剂在NaCl水溶液中的耐久性机理研究

采用拉伸实验方法测试了聚氨酯胶粘剂胶接试样在盐溶液中浸泡前后的拉伸剪切强度,并考察了水、NaCl水溶液的温度、NaCl的含量以及应力对胶粘剂粘接强度的影响。利用红外谱图分析了浸泡前后胶粘剂化学结构的变化。实验结果表明:聚氨酯胶粘剂的粘接强度在NaCl水溶液中的下降速率比在蒸馏水中的下降速率慢。温度的作用主要表现为在浸泡初期能加速聚氨酯胶粘剂的降解和粘接强度下降,但是在浸泡中后期,则其作用变小。聚氨酯胶粘剂粘接强度的下降趋势在浸泡初期随NaCl含量的增加而减缓,在浸泡中后期,其结果刚好相反。胶粘剂的粘接强度随载荷的增加而急剧下降。     

结构胶粘接后的耐久性试验研究

通过50次冻融循环的套筒植筋粘接强度试验,研究了冻融循环对钢筋与结构胶之间界面粘接性能的影响。试验结果表明:与自然状态下养护的结构胶套筒粘接强度相比,经过冻融循环试验后的套筒结构胶的粘接强度仅降低了5.85%;结构胶具有良好的粘接耐久性。     

高低温循环及湿度耦合作用对环氧树脂基碳纤维增强复合材料拉伸性能的影响

研究了环氧树脂基碳纤维增强复合材料在高低温循环(-40～40℃/-40～25℃)及湿度(有水、无水)两种环境因素耦合作用下的拉伸性能变化规律以及界面损伤机理,循环实验包括0,5,10,100,200,300周期,结合拉伸强度测试、吸湿实验及扫描电镜(SEM)分析。结果表明,不管在有水还是无水的环境下,环氧树脂基碳纤维增强复合材料的拉伸强度随高低温循环周期增大整体呈现先降低再升高再降低的变化趋势;高低温循环5周期时开裂最严重,拉伸强度到达谷点,随着循环次数的增多直至100周期左右,材料的拉伸强度达到峰值,随后下降;拉伸模量影响不大;树脂基体与纤维界面产生的微裂纹被证明是导致复合材料强度降低的主要原因;湿度的耦合作用促进裂纹的扩展,明显削弱了环氧树脂基碳纤维增强复合材料的拉伸性能。