随着汽车产业向着轻量化以及环境友好的方向发展,在汽车工业中更多的选择复合材料等新型轻质材料,而传统的点焊、铆接、焊接等连接方式难以满足异种新型材料及同种新型材料之间的连接及确保连接接头处的平整度要求。粘接技术的众多优势恰好能够弥补传统连接方式目前所不能解决的缺陷,目前,国内外学者对于粘接技术的研究多集中在粘接接头的强度和环境老化方面,但对于载荷尤其动载荷对粘接剂的老化方面影响的研究涉及较少。本文首先通过载荷对粘接剂及金属力学性能衰减的测试实验,发现金属与粘接剂的疲劳现象存在明显的不同。粘接剂在不同载荷水平作用下,其破坏强度的衰减规律是不同的,而金属则没有强度上的变化,现有的关于金属研究的疲劳理论还不足以研究粘接剂。因此,本文设计相关合理试验研究两种粘接剂在动载荷作用下其力学性能衰减的规律,总结两种粘接剂的载荷老化特性。本课题基于某企业与本课题组合作研究准静态对标的高速动车组侧窗、前风挡玻璃粘接结构及强度设计方法所提供的Sikaflex-265和ISR-7008这两种粘接剂,参考相关粘接试验标准对两种粘接剂的载荷老化特性进行研究,得到两种粘接剂在动载荷作用下力学性能上的衰减规律。首先,本课题设计了参数一致性的粘接剂及金属的力学性能受载荷影响的测试试验,发现现有的关于金属研究的疲劳理论还不足以研究粘接剂;其次,通过设计两种不同粘接剂的载荷老化特性的实验研究方法,分析实验结果,得到两种粘接剂的载荷老化特性;最后,分析粘接试件的破坏形式和拉伸曲线的变化规律,并设计针对性实验对比研究两种粘接剂之间受载荷影响的程度大小和两种角度的粘接试件之间受载荷影响的程度大小。本文的实验设计方法、研究内容和详细分析的实验结果都可以为后续对于粘接剂的研究和工程应用提供基础性的指导和借鉴意义。根据上述研究思路,本课题主要完成以下几个方面的内容:一、设计动载荷对金属和粘接剂的力学性能影响的测试实验。对Q235钢哑铃型试件和SK粘接剂剪切粘接试件经过一定次数的疲劳试验之后进行拉伸实验,得到试件在疲劳试验之后的剩余强度。实验结果发现,两种材料的破坏强度受载荷的影响存在明显的不同,粘接试件的破坏强度在载荷作用下产生明显的下降,金属试件的破坏强度几乎不受载荷的影响,两者的疲劳现象显然不同,因此现有的关于金属研究的疲劳理论还不足以研究粘接剂的疲劳耐久性。本文有必要设计相关合理试验得到除环境外载荷对粘接剂的老化影响规律。二、设计两种粘接剂载荷老化特性实验研究方法及确定载荷老化实验参数。本课题根据相关标准《DB/T7124-2008胶粘剂拉伸剪切试验方法》采用纯剪切应力、纯拉伸应力的粘接试件接头形式,实验采用控制变量法,严格控制粘接流程以排除其他干扰因素的影响。疲劳试验和载荷老化实验采用拉-拉试验力的应力控制方法,选取正弦波形,试验频率通过测试不同载荷水平及不同频率下胶层内部的温度变化,分析实验结果确定频率为5hz。设计已选定试验所需大型仪器的专用的工装夹具。三、粘接剂载荷老化特性研究。首先确定两种粘接剂两种角度粘接试件的载荷水平,测定各载荷水平下的疲劳循环次数,将对应载荷水平下的疲劳循环次数均分为数段,然后进行载荷老化试验和拉伸实验,分析试验数据结果,作出拟合曲线,总结粘接剂的载荷老化特性规律。两种粘接剂Sikaflex-265和ISR-7008的两种角度纯拉伸和纯剪切粘接试件的载荷老化实验结果均呈现了同样的规律,剩余强度总体上均出现了明显的下降。四、对比分析两种粘接剂之间的载荷老化特性。分析粘接剂断面破坏形式随老化载荷水平的变化规律发现在经过载荷老化实验后的断面破坏形式基本是内聚破坏形式,随着载荷水平的增加,粘接试件的破坏断面中间位置处出现了局部的界面破坏。拉伸曲线随老化载荷水平和疲劳循环次数的增加呈现出一定的规律性,通过设计合理的对比试验,发现Sikaflex-265粘接剂受载荷老化的影响比ISR-7008粘接剂更大,剪切粘接试件较拉伸粘接试件受载荷老化的影响程度更加严重。