膠接結構加速試驗及壽命可靠性評估技術.pdf

1、膠接結構由于質量輕、疲勞性能好等優(yōu)點在航空航天領域得到廣泛應用。膠接結構在使用存儲過程中，受熱、潮濕、氧、腐蝕介質等環(huán)境因素的作用發(fā)生老化，導致其強度逐漸下降，不能滿足使用要求，甚至完全破壞。研究膠接結構的破壞機理及其壽命進行評估，對保證膠接結構的使用和存儲具有重要意義。
　　本文以航空航天領域應用非常廣泛的膠接結構作為研究對象進行了研究，膠接結構采用板-板膠接，板材選用應用較為普遍的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)。本文采用了應用較為廣泛的恒定應力加速試驗方法對膠接結構進行加速老化，它可以加快產品內部物理變化及其影響的發(fā)生速率。選取對膠接結構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度隨老化時間的關系，結果表明隨著老化時間的增加，拉伸剪切強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度與老化時間的關系曲線對比，可見，在老化試驗初期，溫度對拉伸剪切強度起主要作用，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）進行圖像觀察，結果表明，膠接結構的破壞模式隨著老化時

4、間的增加，由內聚破壞向內聚破壞+界面破壞的模式轉變，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構破壞機理相符。對斷口進行高倍圖像觀察發(fā)現(xiàn)，斷面呈現(xiàn)撕裂棱特征，判斷膠接結構的斷裂性質為韌性斷裂。
　　本文還利用廣義艾倫模型推導出溫度—濕度壽命模型，得出了膠接結構拉伸剪切強度下降8%、10%作為終止指標的壽