粘接接头设计与受力分析

对于环氧胶黏剂粘接的接头，必须进行专门的设计，以优化粘接性能。粘接接头由被粘物与夹在之间的胶层所构成，是结构部件上的不连续部分，起着传递应力的作用。接头强度取决于胶黏剂的内聚强度、被粘物本身的强度和胶黏剂与被粘物界面的结合强度。而实测强度主要由3者之中最薄弱环节所决定，但还受接头形式、几何尺寸和加工质量的影响。为使粘接的优点得到充分发挥，而将其缺点尽量规避，应设计合理的粘接接头结构。若是过分地追求环氧胶黏剂的高性能，却极大地忽视了粘接接头的合理性，其结果必然不能如愿以偿。只有进行合理的接头设计，才能获得良好的粘接效果。因此，粘接接头结构的合理与否是粘接成败的关键因素之一，不可小视。粘接接头的设计就是接头几何形状和尺寸大小的确定，其目的是使粘接接头与被粘材料具有几乎相同的承载能力。

粘接接头的受力分析:::为了设计出合理的粘接接头形式，很有必要了解接头的受力情况。接头在使用时受力是相当复杂的，受到机械力和环境因素的综合作用，其中最主要的是机械力。各种复杂粘接接头胶层的受力形式都可分解为5种基本受力方式，即剪切力、拉伸力、压缩力、剥离力、不均匀扯离(劈裂)力，如图7—1所示。实际上则是几种应力的组合与变化。

剪切力与胶层平行，实质为两个方向相反的拉伸力或压缩力，此时应力作用在整个粘接面积上，分布比较均匀，故可获得最大的粘接强度。

拉伸力也称均匀扯离力，它与胶层垂直，均匀分布在整个粘接面积上。全部粘接面积承受应力亦可得到最大的粘接强度。

压缩力也与胶层垂直，均匀分布在整个粘接面积上，纯粹承受压缩负荷，不容易破坏，但此类接头的应用有限。

剥离力与胶层成一定角度，力作用在一条线上，容易产生应力集中，粘接强度比较低。

不均匀扯离力作用在胶层的两个或一个边缘上，不是整个粘接面积，或者说是局部长度上受力，可认为是偏心拉伸力。应力分布不均匀，使粘接强度大为降低。

以上所述只是接头承受的机械力，除此之外，在使用时还会同时受到热应力和环境因素的作用。

热应力是由使用温度变化引起膨胀或收缩而产生的，特别是当被粘物与环氧胶黏剂热膨胀系数相差悬殊时影响很大。