502膠水在竹皮紙上的粘接性能研究

曾偉益　陳立　胡金成　陳佳　劉歡

摘要：為了研究502膠水在竹皮紙上的粘接性能，本文采用萬能試驗機對502膠水粘接的竹皮紙試件進行拉伸試驗；探討了502膠水在不同的粘接形式下的粘接性能、分析了在不同粘接形式下粘接性能的差別及其原因，并為選取性價比最優的粘接形式提供參考。

關鍵詞：502膠水，粘接性能，竹皮紙

1 引言

本文使用某品牌的502膠水和大學結構設計大賽通常用到的竹皮紙材料，制作了七組不同粘接情況下的抗拉試件，通過萬能試驗機，用0.1mm/min的速度拉伸，得到相關數據，在此數據基礎上探討了試件在不同粘接形式下的位移和強度，從而分析確定最優的粘接方式。

2 材料和實驗步驟

2.1 試件

實驗試件的制作采用0.5mm厚度的竹皮紙，通過某品牌的502膠水粘接而成。實驗試件共7種樣式，分別為A到G組。

1、A組粘接方式如下圖2-1，其中X是搭接長度，X分別為30mm，25mm，20mm，15mm；

2、 B組為兩個100mm x 30mm x 0.5mm的竹皮紙進行對接，在對接處涂上502膠水；

3、 C組粘接如圖2-2，是兩面蓋板搭接，X是搭接長度，X分別為52mm，42mm，32mm；

4、D組粘接如圖2-3，是兩面蓋板搭接，X是粘接寬度，X分別為5mm，3mm，2mm；

5、E組為搭接，形式如圖2-4所示，X是搭接長度，X分別為20mm，15mm；

6、F組為搭接，形式如圖2-5所示，X是粘接寬度，Y是粘接縫隙離搭接端的距離，X分別為2mm，3mm，Y分別為0mm，5mm；

7、G組為搭接，形式如圖2-6所示，X是搭接寬度，X分別為3mm，7mm。

2.2 試驗步驟

（1）將上述試件的兩端分別加上長度30mm，與試件端部等寬的加強板；

（2）將試件放入萬能試驗機上進行拉伸，速度為0.1mm/min，直到試樣破壞；

（3）記錄破壞時拉力的大小和試件的位移；

（4）分析和處理數據，得出結論。

3 實驗結果及分析

各組的拉伸實驗數據如下（去除粘接、試件裁剪等失誤的數據后，在余下數據中去掉最大值和最小值，求其平均值）：

A組一共做了9組，每組6個試樣，數據如圖3-1，3-2，最后得到：

A組的應力為：1.29Mpa A組得位移為：0.66mm

B組一共做了12個試樣，數據如圖3-3，3-4，最后得到：

B組應力值為：13.74Mpa B組位移值為：0.80mm

C組一共做了8組，每組6個試樣，數據如圖3-5，3-6，最后得到：

C組應力值：2.00Mpa C組位移值：1.25mm

D組一共做了6組，每組6個試樣，數據如圖3-7，3-8，最后得到：

D組應力值：2.88Mpa D組位移值：1.11mm

E組一共做了4組，每組6個試樣，數據如圖3-9，3-10，最后得到：

E組應力值：2.21Mpa E組位移值：1.21mm

F組一共做了4組，每組6個試樣，數據如圖3-11，3-12，最后得到：

F組粘接帶間距為20mm的應力值：2.40Mpa

F組粘接帶間距為10mm的應力值：2.91Mpa

由等式（2.91Mpa-2.40Mpa）/10mm=0.051Mpa/mm ，可得粘接帶間距每減少1mm，應力值會增加0.051Mpa

G組一共做了2組，每組6個試樣，數據如圖3-13，3-14最后得到：

G組應力值：3.20Mpa G組位移值：1.36mm

4結論

本文對各種粘接方式的數據處理歸納后得出以下結論：

（1）對于搭接與蓋板連接，在相同的連接形式時，蓋板的連接會消耗更多的材料和做工時間，但所承受的應力大于同樣粘接方式的搭接，可用于有特別的強度要求的情況；

（2）粘接的時候，在滿足條件下，應該使粘接帶的距離靠近，適當的間距，可以防止鼓曲的破壞；

（3）與拉力垂直的粘接帶，因為粘接面上受力均勻，所以比與拉力平行的粘接帶所能承受的應力更大，但是位移也會更大；

（4）對應力要求高的情況，可以考慮選擇與受力方向垂直的搭接粘接方式，對位移要求高的可以考慮與受力方向平行的搭接粘接方式；

（5）在粘接帶的間距不大的時候可以考慮不用全面粘接形式，只需要加大正面粘接的寬度和減少正面粘接的間隔就能滿足條件。

參考文獻（Reference）：

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[2]劉承斌，王步宇，孫鳳鋼，賞星云.結構大賽材料性能試驗[J].實驗室研究與探索，2007