論述高速動車組車窗粘接強度校核方法

竇磊

摘 要：隨著我國交通行業的發展以及人們出行量的增加，高速動車成為了人們出行的優選。高速動車組車窗粘結強度的質量關系到旅客與工作人員的安全，具有十分重要的影響，因此需要加強起粘結強度校核質量，掌握有效的校核方法。筆者簡要分析了高速動車組車窗粘結工藝，并通過實例闡述了車窗粘結強度校核方法，以期為同行業人士提供參考與借鑒。

關鍵詞：高速動車組;車窗;粘結工藝;粘結強度;校核方法

1 高速動車組車窗粘接工藝

高速動車組車窗的粘結工藝主要包括以下四種工藝流程：首先，對車窗玻璃進行清潔，對高速動車組車窗中的所有基材進行徹底清潔，確保沒有灰塵影響粘結強度。打磨粘結位置，讓車窗的粘結位置變得粗糙，以增加粘結強度，再次清潔，晾曬至少10分鐘，但不超過120分鐘;其次，利用活化劑對窗戶框清潔增加表面能，晾曬至少20分鐘，但不超過120分鐘;再次，在高速動車組車窗粘結部位涂上底涂劑，并進行晾置處理，晾置時間應大于30分鐘、小于120分鐘。對于剩余的底涂劑應注意密封，以免風干或者起了化學反應，影響了下次使用;最后，對高速動車組車窗涂抹粘膠并裝配。

為了確保車窗的外觀美觀，需要在車窗的一些不需要進行粘膠的部位都粘上膠帶，可以確保粘膠部位視覺效果良好。當膠帶粘貼完畢之后，就可以利用雙組份膠泵打膠，對膠嘴進行處理，成為所需要的形狀，之后沿著窗戶框止口的邊緣部位進行打膠。打膠的規格是，邊緣部位寬度為5mm-14mm，高度一般為11mm-17mm，內側窗框部位左右各留一個導水槽。當打膠及窗安裝工作環節完成后，還要在窗戶框下方使用墊塊承重。

2 高速動車組車窗粘接強度校核方法

筆者針對某高速動車組車窗不同角度的粘結輕度校核方法進行了以下研究。在該強度校核的過程中利用0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的7組嵌接式鋁合金膠接件（6005A），自制。采用WDW-100型微機控制電子萬能試驗機，長春科新試驗儀器有限公司。該高速動車組車窗的鋁合金基材，對該基材繼續進行清理、活化，并在此過程后適當晾置。然后對高速動車組車窗進行試件粘結、固定、取件、固化、溫度與時間控制、清潔余膠等工作流程。

結果如下：在常溫情況下，當粘結角度為0°時，高速動車組車窗膠接件的強度為0MPa，破壞應力為7.51MPa;當粘結角度為15°時，高速動車組車窗膠接件的強度為1.96MPa，破壞應力為7.31MPa;當粘結角度為30°時，高速動車組車窗膠接件的強度為3.79MPa，破壞應力為6.56MPa;當粘結角度為45°時，高速動車組車窗膠接件的強度為5.46MPa，破壞應力為5.46MPa;當粘結角度為60°時，高速動車組車窗膠接件的強度為6.76MPa，破壞應力為3.91MPa;當粘結角度為75°時，高速動車組車窗膠接件的強度為6.57MPa，破壞應力為1.76MPa;當粘結角度為90°時，高速動車組車窗膠接件的強度為6.5MPa，破壞應力為0MPa。膠黏劑破壞應力包絡線如圖1所示。

由圖1可知：折線上的各點與坐標原點連線的斜率值即為正剪比，包絡線即為各種不同正剪比時膠粘劑的破壞應力集合;該包絡線7組試驗數據點分為6個三角形區域，三角形區域邊線上對應的破壞應力值可通過相鄰兩組數據插值而得。

圖1

3 粘接強度校核方法

①對高速動車組車體結構進行危險工況下的有限元仿真分析計算，在計算結果文件中提取出需要進行粘接強度校核的車窗粘接結構周邊變形位移信息;

②建立該車窗粘接結構的局部細化模型，并將從高速動車組車體結構分析結果中提取的車窗粘接結構邊界位移信息，賦于該車窗粘接結構的局部細化模型，并且提交計算，得到車窗粘接結構膠層的應力狀態信息;

③在該車窗粘接結構的有限元模型中任意選取1個單元為例，利用圖1所示的膠粘劑破壞應力包絡線進行粘接強度校核。在車窗粘接結構局部細化模型的計算結果文件中，讀取該單元的應力狀態[應力狀態由6個應力分量（σx、σy、σz、τyz、τzx、τxy）表示，x、y、z為有限元模型全局坐標系的坐標軸;

④利用彈性力學中的坐標轉換，將該膠層單元的應力狀態轉化為σ與τ的組合形式。具體方法如下：假設該膠層單元粘接平面的外法線方向為n′，則其方向余弦分別為cos（n′，x）=l、cos（n′，y）=m和cos（n′，z）=n。定義該膠層單元在其粘接平面的全應力為p′（MPa），在坐標軸上的投影用p′x、p′y、p′z表示。

4 結語

綜上所述可知，高速動車組車窗的粘結工藝與粘結強度校核方法，通過有效的粘結強度校核方法，有助于提升車窗粘結的質量，為高速動車組提供安全保障，具有重要的意義。

參考文獻：

[1]謝靜思，王新雷.動車組粘接技術培訓探討[J].工業技術與職業教育，2013（04）.