膠接結(jié)構(gòu)加速試驗及壽命可靠性評估技術(shù).pdf

1、膠接結(jié)構(gòu)由于質(zhì)量輕、疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。膠接結(jié)構(gòu)在使用存儲過程中，受熱、潮濕、氧、腐蝕介質(zhì)等環(huán)境因素的作用發(fā)生老化，導(dǎo)致其強(qiáng)度逐漸下降，不能滿足使用要求，甚至完全破壞。研究膠接結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理及其壽命進(jìn)行評估，對保證膠接結(jié)構(gòu)的使用和存儲具有重要意義。
　　本文以航空航天領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的膠接結(jié)構(gòu)作為研究對象進(jìn)行了研究，膠接結(jié)構(gòu)采用板-板膠接，板材選用應(yīng)用較為普遍的2A12鋁合金，膠粘劑選用由北京航空材料研究院

2、生產(chǎn)的中溫固化型膠粘劑SY-24C，與其配套使用的是SY-D9抑制性腐蝕底膠。
　　對于高可靠性的產(chǎn)品，如果采用自然環(huán)境條件來研究，通常需要多年的時間，在工程上難以實現(xiàn)。本文采用了應(yīng)用較為廣泛的恒定應(yīng)力加速試驗方法對膠接結(jié)構(gòu)進(jìn)行加速老化，它可以加快產(chǎn)品內(nèi)部物理變化及其影響的發(fā)生速率。選取對膠接結(jié)構(gòu)較為敏感的溫度和濕度作為加速老化因子，選取85℃、濕度95％，85℃、濕度85%，75℃、濕度95%，75℃、濕度85%四種老化條件，分

3、別測定四種條件下的拉伸剪切強(qiáng)度隨老化時間的關(guān)系，結(jié)果表明隨著老化時間的增加，拉伸剪切強(qiáng)度在開始階段急劇下降，后期趨于平緩，遵循指數(shù)函數(shù)的變化規(guī)律。
　　通過四個條件下的拉伸剪切強(qiáng)度與老化時間的關(guān)系曲線對比，可見，在老化試驗初期，溫度對拉伸剪切強(qiáng)度起主要作用，隨著老化時間的增加，濕度慢慢取代溫度成為影響強(qiáng)度的主要因素。
　　對老化試驗后的拉伸剪切試樣斷口利用掃描電鏡（SEM）進(jìn)行圖像觀察，結(jié)果表明，膠接結(jié)構(gòu)的破壞模式隨著老化時

4、間的增加，由內(nèi)聚破壞向內(nèi)聚破壞+界面破壞的模式轉(zhuǎn)變，且隨著時間的增加，界面破壞的面積也逐漸增大，這與溫度表現(xiàn)為熱分解，濕度沿著親水性的被粘物表面很快地滲透到整個膠接界面后，取代了膠粘劑分子原先在鋁合金表面上的物理吸附的膠接結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理相符。對斷口進(jìn)行高倍圖像觀察發(fā)現(xiàn)，斷面呈現(xiàn)撕裂棱特征，判斷膠接結(jié)構(gòu)的斷裂性質(zhì)為韌性斷裂。
　　本文還利用廣義艾倫模型推導(dǎo)出溫度—濕度壽命模型，得出了膠接結(jié)構(gòu)拉伸剪切強(qiáng)度下降8%、10%作為終止指標(biāo)的壽