一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置及方法
阅读：273发布：2023-01-23
专利汇可以提供一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，包括：片状基材；加载 块 ，其用于和片状基材粘接固定后形成试验组件；以及拉伸试验组件加载组件，其包括试验机加载连接件、试验组件连接件及连接装置；其中，连接装置、试验组件连接件和试验机加载连接件依次连接；试验组件通过连接装置与试验组件连接件相连，试验机加载连接件与试验机相连，进行拉伸断裂破坏试验。本发明还公开了一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试方法及经验校正方法。本发明具有结构简单、操作方便、能够有效的测试某种粘接剂相对于片状基材之间的粘接性能，并对其进行评价，同时也能够对任意基于拉剪组合的试验组件进行测试等特点。，下面是一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，其特征在于，包括：
片状基材；
加载块，其用于和所述片状基材粘接固定后形成试验组件；以及
拉伸试验组件加载组件，其包括试验机加载连接件、试验组件连接件及连接装置；
其中，连接装置、试验组件连接件和试验机加载连接件依次连接；所述试验组件通过所述连接装置与所述试验组件连接件相连，所述试验机加载连接件与试验机相连，进行拉伸试验。
2.如权利要求1所述的用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，其特征在于，所述加载块为纯拉伸试验组件加载块、纯剪切试验组件加载块或拉剪组合试验组件加载块；
其中，所述纯拉伸试验组件加载块，其粘接表面与轴线垂直；所述纯剪切试验组件加载块，其粘接表面与轴线平行；所述拉剪组合试验组件加载块，其粘接表面与轴线的角度为
0°＜αi＜90°。
3.如权利要求2所述的用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，其特征在于，所述加载块为铝合金材质，所述片状基材为不锈钢材质，所述加载块及所述片状基材的粘接面进行滚花处理。
4.如权利要求1或2所述的用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，其特征在于，所述试验组件连接件为“U”型连接件，所述连接装置为销轴。
5.一种用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：选取n组不同拉剪比ki(i＝1,2,Λ Λ,n)，对应不同应力状态下所述加载块粘接表面与轴线之间夹角αi，通过αi＝arctan(σi/τi)＝arctan ki可得到多组相应的夹角αi(i＝1,2,Λ Λ,n)；
步骤二；通过加载块粘接表面与轴线之间夹角αi确定出拉剪组合试验组件加载块的粘接面尺寸；
步骤三：制作与所述加载块相应尺寸的片状基材；对加载块及片状基材的粘接面进行表面处理；粘接所述加载块及所述片状基材形成试验组件；
步骤四：对试验组件在不同拉剪组合应力状态作用下的试验；
在n组不同拉剪比ki(i＝1,2,Λ Λ,n)中选定拉剪比相同的情况下进行多组平行试验，分别记录每种拉剪比k相同的情况下的拉伸试验中出现的断裂载荷Fi，计算平均断裂载荷
步骤五：分别计算出每种拉剪比对应的所述试验组件的粘接面的面积Si，通过公式得到相同拉剪比对应的单位面积断裂载荷Pi；评估出粘接剂在不同拉剪组合应力状态下相对于所述片状基材的粘接性能。
6.如权利要求5所述的用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，所述步骤四中还包括经验断裂载荷F′i，所述断裂载荷Fi需要满足公式F′i-a＜Fi＜F′ i+a；其中，所述拉剪比ki的取值
范围为0.25～4，A,B,C,D,a为常数，e为自然对数的底数，Si为粘接面的面积。
7.如权利要求5或6所述的用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，所述步骤三，其粘接方法包括：
所述加载块和所述片状基材一边端面的粘接，并通过游标卡尺进行尺寸控制粘接胶层厚度；
所述试验组件放在水平摆件平台上固化；当粘接剂胶层固化，再完成所述加载块和所述片状基材另一边端面的粘接，并固化；
通过清理余胶处理得到符合要求的完整的所述试验组件。
8.如权利要求7所述的用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述加载块粘接表面与轴线之间夹角αi小于90度。
9.如权利要求8所述的用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述拉剪比ki分别为k1＝2/8、k2＝3/7、k3＝4/6、k4＝5/5、k5＝6/4、k6＝
7/3、k7＝8/2。
10.如权利要求5、6、8或9中任一项所述的用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，所述加载块与所述片状基材两边端面之间的胶层厚度相同。
一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及粘接性能测试领域，具体涉及一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置及方法。
背景技术
[0002] 粘接技术是工程中常用的一种材料连接技术。同传统的焊接、铆接、螺栓连接等其他连接方式相比，粘接技术具有工艺简便、经济高效，减轻车身重量、降低能耗，缓振降噪，连接件上应力分布相对均匀，适用材料广泛及可实现异种材料连接，外观整齐等诸多优点。
[0003] 近年以来，随着粘接剂的快速发展和人们对车辆的舒适性、安全性、轻量化的要求越来越高，粘接技术在汽车制造中的应用日益广泛。同时由于各种新型材料如碳纤维、铝合金、复合材料等在车辆制造行业的使用率大大提高，粘接技术作为一种新型的材料连接技术,在异种材料的连接中扮演着越来越重要的角色。
[0004] 虽然粘接技术与传统材料连接方式相比具有诸多优势，在异种材料的连接中应用日益广泛，但有关粘接剂相对于片状基材的粘接性能方面仍缺少实验研究，尤其是拉剪组合应力状态下粘接剂相对于片状基材之间的粘接性能，在工程中缺乏有效的研究手段。
[0005] 目前粘接剂的粘接性能试验方法主要包括拉伸试验、薄片剪切试验、剥离试验等。在薄片剪切试验中，拉伸加载时薄板被粘物容易被拉弯，被粘物变形图如图1所示。易造成粘接区域所受载荷不为纯剪切，出现比较复杂的应力状态，不能作为评价粘接剂在纯剪切应力状态下粘接性能的依据。为此本发明设计了一种以铝合金为材料的加载块，保证了在试验过程中试件不发生弯曲变形，作用在粘接面上的载荷不会发生变化，同时考虑到部分材料加工成大尺寸块状试件不仅操作难度大，而且增加试验成本，容易造成浪费，因此将这些材料加工成片状基材，通过在铝合金加载块上粘接片状基材，达到测试粘接剂相对于片状基材粘接性能的目的。
[0006] 而在剥离试验中，粘接胶层主要受拉应力作用，不能全面反映车身结构中广泛存在的拉剪组合应力状态下粘接剂的粘接性能。为此本发明不仅设计了用于测试纯拉伸、纯剪切应力状态下粘接剂粘接性能的纯拉伸和纯剪切铝合金加载块，同时根据不同的拉剪比，设计了用于测试拉剪组合应力状态下粘接剂粘接性能的铝合金加载块，通过在不同拉剪比的铝合金加载块上粘接片状基材，达到测试拉剪组合应力状态下粘接剂相对于片状基材的粘接性能的目的。
发明内容
[0007] 本发明设计开发了一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置及方法。
[0008] 本发明的第一发明目的是通过在铝合金加载块上粘接的片状基材来达到研究目的的实验装置，能够有效的测试某种粘接剂相对于片状基材之间的粘接性能，并对其进行评价，同时也能够对任意拉剪组合的试验组件进行测试等特点。
[0009] 本发明的第二发明目的是通过实际测得的断裂载荷及加载块粘贴面面积得出实际的单位面积断裂载荷Pi进行直观的比较，进而评定某种粘结剂相对于片状基材之间的粘接性能。
[0010] 本发明的第三发明目的是在一定的范围内，通过经验公式的校验计算，在一定的取值范围内，对实际测得的断裂载荷进行有效的取舍，摒弃误差较大的断裂载荷，从而得到更为有效的断裂载荷，使单位面积断裂载荷Pi的计算更为准确，同时也就保证了更为有效的评定某种粘结剂相对于片状基材之间的粘接性能。
[0011] 本发明提供的技术方案为：
[0012] 一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，包括：
[0013] 片状基材；
[0014] 加载块，其用于和所述片状基材粘接固定后形成试验组件；以及[0015] 拉伸试验组件加载组件，其包括试验机加载连接件、试验组件连接件及连接装置；
[0016] 其中，连接装置、试验组件连接件和试验机加载连接件依次连接；所述试验组件通过所述连接装置与所述试验组件连接件相连，所述试验机加载连接件与试验机相连，进行拉伸试验。
[0017] 优选的是，所述加载块为纯拉伸试验组件加载块、纯剪切试验组件加载块或拉剪组合试验组件加载块；
[0018] 其中，所述纯拉伸试验组件加载块，其粘接表面与轴线垂直；所述纯剪切试验组件加载块，其粘接表面与轴线平行；所述拉剪组合试验组件加载块，其粘接表面与轴线的角度O O为0＜αi＜90 。
[0020] 优选的是，所述试验组件连接件为“U”型连接件，所述连接装置为销轴。
[0021] 一种用于片状基材的粘接剂粘接性能测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0022] 步骤一：选取n组不同拉剪比ki(i＝1,2,ΛΛ,n)，对应不同应力状态下所述加载块粘接表面与轴线之间夹角αi，通过αi＝arctan(σi/τi)＝arctan ki可得到多组相应的夹角αi(i＝1,2,ΛΛ,n)；
[0023] 步骤二；通过加载块粘接表面与轴线之间夹角αi确定出拉剪组合试验组件加载块的粘接面尺寸；
[0024] 步骤三：制作与所述加载块相应尺寸的片状基材；对加载块及片状基材的粘接面进行表面处理；粘接所述加载块及所述片状基材形成试验组件；
[0025] 步骤四：对试验组件在不同拉剪组合应力状态作用下的试验；
[0027] 步骤五：分别计算出每种拉剪比对应的所述试验组件的粘接面的面积Si，通过公式 得到相同拉剪比对应的单位面积断裂载荷Pi；评估出粘接剂在不同拉剪组合应力状态下相对于所述片状基材的粘接性能。
[0028] 优选的是，所述步骤四中还包括经验断裂载荷F′i，所述断裂载荷Fi需要满足公式 F′i-a＜Fi＜F′ i+a；其中，所述拉剪比ki的取值范围为0.25～4，A,B,C,D,a为常数，e为自然对数的底数，Si为粘接面的面积。
[0029] 优选的是，所述步骤三，其粘接方法包括：
[0030] 所述加载块和所述片状基材一边端面的粘接，并通过游标卡尺进行尺寸控制粘接胶层厚度；
[0032] 通过清理余胶处理得到符合要求的完整的所述试验组件。
[0033] 优选的是，所述步骤一中，所述加载块粘接表面与轴线之间夹角αi小于90度。
[0034] 优选的是，所述步骤一中，所述拉剪比ki分别为k1＝2/8、k2＝3/7、k3＝4/6、k4＝5/5、k5＝6/4、k6＝7/3、k7＝8/2。
[0035] 优选的是，所述加载块与所述片状基材两边端面之间的胶层厚度相同。
[0036] 本发明所述的有益效果：
[0037] 1、通过在铝合金加载块上粘接的一定厚度的片状基材，保证了试件在试验加载过程中不会出现弯曲变形，作用在粘接面上的载荷保持恒定不变，能够有效的测试某种粘接剂相对于片状基材之间的粘接性能，并对其进行评价；
[0038] 2、根据不同的拉剪比ki(i＝1,2,ΛΛ,n)，加工若干组粘接面与轴线之间夹角为αi的铝合金加载块，能够测试及校核不同拉剪组合应力状态下的粘接剂相对于片状基材的粘接性能，能够为任意复杂工况下的粘接剂粘接性能评价提供参考依据；
[0039] 3、本发明还能够在一定范围内，通过经验公式进行验证断裂载荷Fi，对不符合经验校正的断裂载荷Fi进行有效的取舍，进而能够更加准确的得到拉剪组合试验组件的单位面积断裂载荷，从而也在一定的范围内能够评价任意复杂工况下的粘接剂粘接性能；
[0040] 4、采用在铝合金加载块上粘接的片状基材的方法，能够重复使用铝合金加载块块，有效的减少了试验成本，降低了加工试件的难度，同时片状基材的设计解决了某些材料不易加工成大尺寸块状试件的问题，能够测试及评价粘接剂相对于的粘接性能；
[0041] 5、本发明中涉及的试验装置及方法在实际操作过程通过中能有效的保证胶层厚度和粘接精度，在拉伸试验试件加载组件中，上下“U”型连接件中的两对销轴呈十字垂直布置，不仅结构简单，使用可靠，能够承受较大载荷，而且能消除侧向载荷和弯矩，保证试件在加载过程仅受轴向力；
[0043] 图1是薄片剪切试验被粘物变形示意图。
[0044] 图2是纯拉伸试验组件示意图。
[0045] 图3是纯剪切试验组件示意图。
[0046] 图4是拉剪组合试验组件示意图。
[0047] 图5是拉伸试验试件加载组件示意图。
[0048] 图6是拉剪组合铝合金加载块法向正应力σ、切向剪应力τ示意图。
[0049] 图7是纯拉伸铝合金加载块示意图。
[0050] 图8是纯剪切铝合金加载块示意图。
[0051] 图9是拉剪组合的铝合金加载块示意图。
[0052] 图10是片状基材示意图。
[0053] 图11是粘接表面与轴线之间夹角分别14.04°、23.20°、33.69°、45.00°、56.30°、66.80°、75.96°的铝合金加载块。
[0054] 图12是纯拉伸机拉剪组合试件粘接夹具示意图。
[0055] 图13是纯剪切试件粘接夹具示意图。
[0056] 图14是纯拉伸试件粘接形式示意图。
[0057] 图15是纯剪切试件粘接形式示意图。
[0058] 图16是拉剪组合试件粘接形式示意图。
[0059] 图17为拉剪比与单位面积断裂载荷的关系曲线图。
具体实施方式
[0061] 如图2、图3、图4、图5所示，以某种车用粘结剂为例，本发明提供了一种用于片状基材的粘结剂粘接性能测试装置，其包括：用于测试粘结剂粘接性能的片状基材200、用于将测试的片状基材200粘接固定后形成试验组件100的铝合金加载块101以及拉伸试验组件加载组件400；试验组件100包括纯拉伸试验组件110、纯剪切试验组件120及拉剪组合试验组件130；拉伸试验组件加载组件400包括上试验机加载连接件411、下拉伸试验组件加载组件412、上连接件421、下连接件422及连接装置430；试验组件100通过连接装置430分别与上连接件421及下连接件422相连，拉伸试验组件加载组件400分别通过上试验机加载连接件411及下拉伸试验组件加载组件412与试验机相连，进行拉伸断裂破坏试验；铝合金加载块101包括纯拉伸试验组件加载块111、纯剪切试验组件加载块121及拉剪组合试验组件加载块131；其中，纯拉伸试验组件110由纯拉伸试验组件加载块111、片状基材200及纯拉伸试验组件加载块111组成，纯拉伸试验组件加载块111通过粘接剂300粘接在片状基材200的两个端面，纯拉伸试验组件加载块111的粘接表面与轴线垂直；纯剪切试验组件120由纯剪切试验组件加载块121、片状基材200及纯拉伸试验组件加载块121组成，纯剪切试验组件加载块121通过粘接剂300粘接在片状基材200的两个端面，纯剪切试验组件加载块121的粘接表面与轴线平行；拉剪组合试验组件130由拉剪组合试验组件加载块131、片状基材200及拉剪组合试验组件加载块131组成，拉剪组合试验组件加载块131通过粘接剂300粘接在片状基材200的两个端面，拉剪组合试验组件加载块131的粘接表面O O
与与轴线的角度为0＜αi＜90 ；在本实施例中，图4选取了一个固定的角度作为代表性说明。
与与轴线的角度为0＜αi＜90 ；在本实施例中，图4选取了一个固定的角度作为代表性说明。
[0062] 在另一种实施例中，加载块101为铝合金材质，片状基材200的材质为不锈钢，同时对铝合金加载块101及片状基材200进行表面处理，用砂纸沿45°交叉打磨试件，并对铝合金加载块101表面进行滚花处理，提高粘接剂相对于铝合金加载块101的粘接性能，避免在铝合金加载块101粘接表面出现界面失效；然后根据不同粘接剂的粘接要求，使用清洗剂和活化剂处理铝合金加载块101粘接面和片状基材200表面；由于粘接接头失效模式主要分为内聚失效、界面失效、混合失效和被粘物失效，和单种应力状态作用相比，在拉剪组合应力状态作用下粘接剂相对于片状基材200的失效模式中界面失效和混合失效出现的可能性更大，因此必须对粘接面进行严格的表面处理，防止因为表面污染等因素干扰实验结果。
[0063] 如图12、图13所示，在另一种实施例中，片状基材200的材质为不锈钢，在粘接完成试验组件后，出于清理余胶和粘接操作方便的考虑，加工片状基材200的尺寸应分别适当的大于纯拉伸试验组件加载块111、纯剪切试验组件加载块121及拉剪组合试验组件加载块131粘接面尺寸，加工片状基材200厚度取0.5～3mm，作为一种优选，片状基材200厚度初选为2mm；并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此；在实施本发明时，片状基材200的长和宽需根据实际粘接中不同角度铝合金加载块粘接面的具体尺寸而定，同时为了保证粘接精度和粘接操作过程的简单方便，使用了纯拉伸及拉剪组合试件粘接夹具500及纯剪切试件粘接夹具600。
[0064] 如图5所示，在另一种实施例中，试验组件上连接件411及下连接件412为“U”型连接件设计，连接装置430为销轴；上“U”型连接件421及下“U”型连接件422中的两对销轴430呈十字垂直布置，依次能够消除侧向载荷和弯矩，保证试件在拉伸加载过程仅受轴向力，从而保证了测试的准确性。
[0065] 一种用于片状基材的粘接剂粘接性能测试方法，使用所述的用于片状基材的粘接剂粘接性能测试装置进行测试，包括如下试验步骤：
[0066] 步骤一：如图6所示，根据不同的拉剪比ki可得到拉剪组合加载块131粘接表面与轴线之间的夹角αi；根据不同的拉剪组合应力状态，选取n组不同的拉剪比kn，以第i组拉剪组合应力为例(i＝1,2,ΛΛ,n)，其拉剪比为ki，法向正应力为σ，切向剪应力为τ，通过计算公式αi＝arctan(σi/τi)＝arctanki(1≤i≤n)，能够得到多组对应铝合金O O加载块粘接表面与轴线之间夹角αi(0＜αi＜90 )；其中，拉剪比k定义为拉剪组合加载块131法向正应力σ与所述拉剪组合加载块切向剪应力τ之比；
[0067] 在本实施例中， n≥2且为正整数；拉剪比ki分别选取为k1＝2/8、k2＝3/7、k3＝4/6、k4＝5/5、k5＝6/4、k6＝
7/3、k7＝8/2，由公式αi＝arctan(σi/τi)＝arctanki(1≤i≤n)计算得到对应的铝O O
合金拉剪组合加载块粘接表面与轴线之间夹角αi分别为α1＝14.04 、α2＝23.20 、α3O O O O O
＝33.69、α4＝45.00 、α5＝56.30 、α6＝66.80 、α7＝75.96 ；
7/3、k7＝8/2，由公式αi＝arctan(σi/τi)＝arctanki(1≤i≤n)计算得到对应的铝O O
合金拉剪组合加载块粘接表面与轴线之间夹角αi分别为α1＝14.04 、α2＝23.20 、α3O O O O O
＝33.69、α4＝45.00 、α5＝56.30 、α6＝66.80 、α7＝75.96 ；
[0068] 步骤二：确定出纯拉伸试验组件加载块111、纯剪切试验组件加载块121及拉剪组合试验组件加载块131的粘接面尺寸，制作如图7所示的纯拉伸试验组件加载块111、制作如图8所示纯剪切试验组件加载块121及如图9所示的拉剪组合试验组件加载块131；其中，如图11所示，根据步骤一中αi选取的数值制作不同拉剪比的拉剪组合试验组件加载块132、拉剪组合试验组件加载块133、拉剪组合试验组件加载块134、拉剪组合试验组件加载块135、拉剪组合试验组件加载块136、拉剪组合试验组件加载块137及拉剪组合试验组件加载块138；在本实施例中，分别加工制作6对纯拉伸试验组件加载块111、6对纯剪切试验组件加载块121及每组6对的七组不同拉剪比所对应的拉剪组合试验组件加载块132～138；
[0069] 步骤三：如图10所示，分别制作与纯拉伸试验组件加载块111、所述纯剪切试验组件加载块121及所述拉剪组合试验组件加载块132～138相应尺寸的片状基材200；
[0070] 步骤四：分别对纯拉伸试验组件加载块111、纯剪切试验组件加载块121、拉剪组合试验组件加载块131及片状基材200的粘接面进行表面处理；在本实施例中，处理方法包括用砂纸沿45°交叉打磨试件，并对纯拉伸试验组件加载块111、纯剪切试验组件加载块121、拉剪组合试验组件加载块131表面进行滚花处理，提高粘接剂相对于铝合金加载块的粘接性能，避免在铝合金加载块粘接表面出现界面失效；然后根据不同粘接剂的粘接要求，使用清洗剂和活化剂处理铝合金加载块粘接面和片状基材200表面，由于粘接接头失效模式主要分为内聚失效、界面失效、混合失效和被粘物失效，和单种应力状态作用相比，在拉剪组合应力状态作用下粘接剂相对于片状基材200的失效模式中界面失效和混合失效出现的可能性更大，因此必须对粘接面进行严格的表面处理，防止因为表面污染等因素干扰实验结果。
[0071] 步骤五：分别进行纯拉伸试验组件加载块111、纯剪切试验组件加载块121、拉剪组合试验组件加载块131与片状基材200的粘接，分别得到纯拉伸试验组件110、纯剪切试验组件120及拉剪组合试验组件130；在本实施例中，分别制作了6个纯拉伸试验组件110、制作了6个纯剪切试验组件120及根据步骤一中αi选取的数值制作了七组不同拉剪比的拉剪组合试验组件130，每组6个；
[0072] 步骤六：如图5所示，通过拉伸试验组件加载组件400将固化好的片状基材粘接试验组件100连接在拉伸压缩试验机上，对片状基材试验组件100进行拉伸试验，对于在拉剪组合应力状态作用下的拉剪组合试验组件130的测试方法包括：
[0073] 首先，在n组不同拉剪比ki(i＝1,2,ΛΛ,n)中选定拉剪比k相同的情况下进行m组平行试验，分别记录每种拉剪比k相同的情况下的拉伸试验中出现的断裂载荷Fi，通过公式 得到每种拉剪比的平均断裂载荷 然后，分别计算出每种拉剪比对应的所述试验组件的粘接面
的面积Si，通过公式 得到每种拉剪比对应的单位面积断裂载荷Pi；在本实施例中，如图11所示，在七组不同拉剪比ki中以第一组，拉剪比为k1＝2/8为例进行说明，在拉剪比均为k1＝2/8的情况下，根据步骤五中制作的6对拉剪组合试验组件，进行6组拉剪比均为k1＝2/8的平行试验，能够得到6组通过拉伸试验的中出现的断裂载荷F1，分别记录断裂载荷F1分别为14.65KN、15.02KN、14.87KN、14.96KN、
14.85KN、14.68KN，通过公式 得到第一组拉剪
比为k1＝2/8的平均断裂载荷 则第一组拉剪比为k1＝2/8的平均断裂载荷为并且第一组拉剪
比为k1＝2/8的粘接面的面积S1＝2576.27mm2，则第一组拉剪比为k1＝2/8的单位面积断裂载荷为 在本实施例中，七组不同拉剪比ki分
别为k1＝2/8、k2＝3/7、k3＝4/6、k4＝5/5、k5＝6/4、k6＝7/3、k7＝8/2的具体完整试验数据如表1中所示：
的面积Si，通过公式 得到每种拉剪比对应的单位面积断裂载荷Pi；在本实施例中，如图11所示，在七组不同拉剪比ki中以第一组，拉剪比为k1＝2/8为例进行说明，在拉剪比均为k1＝2/8的情况下，根据步骤五中制作的6对拉剪组合试验组件，进行6组拉剪比均为k1＝2/8的平行试验，能够得到6组通过拉伸试验的中出现的断裂载荷F1，分别记录断裂载荷F1分别为14.65KN、15.02KN、14.87KN、14.96KN、
14.85KN、14.68KN，通过公式 得到第一组拉剪
比为k1＝2/8的平均断裂载荷 则第一组拉剪比为k1＝2/8的平均断裂载荷为并且第一组拉剪
比为k1＝2/8的粘接面的面积S1＝2576.27mm2，则第一组拉剪比为k1＝2/8的单位面积断裂载荷为 在本实施例中，七组不同拉剪比ki分
别为k1＝2/8、k2＝3/7、k3＝4/6、k4＝5/5、k5＝6/4、k6＝7/3、k7＝8/2的具体完整试验数据如表1中所示：
[0074] 表1七组不同拉剪比下的单位面积断裂载荷
[0075]
[0076] 如图17所示，以拉剪比k为横坐标，单位面积断裂载荷P为纵坐标建立坐标系，根据表1中不同拉剪比k的拉剪组合试验组件130所对应的单位面积断裂载荷P在坐标系中描点，并将各点依次连接，得到拉剪比k与单位面积断裂载荷P的关系曲线图；通过表1及图17可知，本实施例中，当拉剪比为6/4时，单位面积断裂载荷P达到最大。
[0077] 通过观察拉伸实验后试件粘接表面的破坏形式，从而得出不同拉剪组合应力状态对片状基材200粘接破坏形式的影响，评价某种粘接剂在不同拉剪组合应力状态作用下相对于片状基材200的粘接性能。
[0078] 通过如上所述的实验装置及方法，实现了测试并评价某种粘接剂在复杂应力状态下相对于片状基材200粘接性能的功能。
[0079] 在另一种实施例中，步骤五中的粘接方法，还包括纯拉伸及拉剪组合试件粘接方法、纯剪切试件粘接方法；其中，如图12所示，纯拉伸试验组件110及拉剪组合试验组件130通过纯拉伸及拉剪组合试件粘接夹具500实现；如图13所示，纯剪切试验组件120通过纯剪切试件粘接夹具600实现；
[0080] 具体的实现粘接方法如下：
[0081] 如图12所示，纯拉伸及拉剪组合试件粘接方法步骤如下：
[0082] 第一步：将铝合金加载块101a及101b固定于夹具V型凹槽531中，旋转顶芯520，使二者无空隙贴合，并通过紧固螺钉513锁紧，用游标卡尺测量铝合金加载块101a及铝合金加载块101b整体长度；
[0083] 第二步：将试件夹具500平放在水平平台上，在铝合金加载块101a的粘接表面涂上一定量的粘接剂，将铝合金加载块101a放入夹具V型凹槽531中，保证左端面与夹具500左端内表面之间无空隙，然后用紧固螺钉511控制金属压条514压紧铝合金加载块101a；
[0084] 第三步：将片状基材200对准铝合金加载块101a的粘接部分，保持端面与粘接面平行，轻放于粘接剂之上；
[0085] 第四步：将铝合金加载块101b放入V型凹槽531，并用紧固螺钉512控制金属压条514初步预紧，旋转顶芯520，推动铝合金加载块101b向铝合金加载块101a运动，使铝合金加载块101b与片状基材200贴合，通过多次使用游标卡尺测量，并与原长度对比，挤压铝合金加载块101a和片状基材200之间的粘接剂直至达到所要求的粘接厚度，然后将两部分铝合金加载块101a及101b处的紧固螺钉锁紧，根据不同粘接剂的固化条件及时间要求，将试件放在水平摆件平台上固化，直至粘接剂胶层310固化；
[0086] 第五步：当胶层310固化至具有一定的强度时，取下铝合金加载块并重新清理铝合金加载块101b的粘接表面和片状基材200未粘接端面；
[0087] 第六步：在铝合金加载块101b粘接表面上涂一定量的粘接剂，将其放在V型凹槽531中，铝合金加载块101b和夹具500左端面对齐后，通过紧固螺钉压紧511固定；
[0088] 第七步：将粘接在一起的铝合金加载块101a和片状基材200放在V型凹槽531，并用紧固螺钉512控制金属压条514初步预紧，旋转顶芯520，推动铝合金加载块101a和片状基材200一起向铝合金加载块101b运动，通过游标卡尺进行尺寸控制，直至铝合金加载块101b和片状基材200之间的粘接剂达到和另一端相同的胶层310厚度，锁紧紧固螺钉513压紧铝合金加载块101a及101b，并固化；
[0089] 第八步：对固化好的试件进行清除余胶等处理，得到完整的片状基材粘接试件组件。
[0090] 如图13所示，纯剪切试件粘接方法步骤如下：
[0091] 第一步：将夹具600放在水平平台上，在铝合金加载块101a的粘接部位涂上一定量的粘接剂，平放在活动U型块622中，并通过侧向紧固螺钉612夹紧，把片状基材200水平轻放在粘接剂上，并在片状基材200上放置适当厚度的辅助垫片，以保证粘接胶层厚度。
[0092] 第二步：用铝合金加载块101b的粘接部位对辅助垫片位置，通过紧固螺杆611向下挤压压板630，同时控制好胶层320搭接宽度，并确保铝合金加载块101a与铝合金加载块101b对齐，保持试件粘接状态直至粘接剂固化；根据不同粘接剂的固化条件及时间要求，将试件放在水平摆件平台上固化，直至粘接剂胶层320固化。
[0093] 第三步：当胶层320固化至具有一定的强度时，取下试件并重新清理铝合金加载块101b粘接表面和片状基材200未粘接端面。
[0094] 第四步：在铝合金加载块101b的粘接部位涂上一定量的粘接剂,平放在夹具600的活动U型块622中，并通过侧向紧固螺钉612夹紧，将片状基材200和铝合金加载块对准粘接部位，轻放在粘接剂上，通过紧固螺杆611向下挤压压板630，达到要求的胶层320厚度，固化。
[0095] 第五步：对固化好的试件进行清除余胶等处理，得到完整的片状基材粘接试件组件。
[0096] 如图14所示为固化好的纯拉伸试验组件110，如图15所示为固化好的纯剪切试验组件120，如图16所示为固化好的拉剪组合试验组件130，将固化好的纯拉伸试验组件110、纯剪切试验组件120及拉剪组合试验组件130通过如图5所示的拉伸试验组件加载组件400固定在拉伸压缩试验机上，进行拉伸断裂实验，拉伸试验组件加载组件400的上“U”型连接件421及下“U”型连接件422中的两对销轴430呈十字垂直布置，能够消除侧向载荷及弯矩，保证试件在加载过程中仅受到轴向力。
[0097] 在另一种实施例中，所述步骤六中还包括经验断裂载荷F′i，在选取任意拉剪组合试验组件后，实际测得的断裂载荷Fi需要满足经验公式F′i-a＜Fi＜F′ i+a；其中，拉剪比ki的取值范围在0.25～4时符合所述经验公式的计算要求，同时试验组件的粘接面的面积Si通过公式 计算得出，b为实际测得的拉剪组合加载块131的宽度，单位为mm，h为实际测得的拉剪组合加载块131的厚度，单位为mm，再通过公式αi＝arctan(σi/τi)＝arctan ki可得到多组相应的夹角αi(i＝1,2,ΛΛ,n)，A,B,C,D,a为常数，e为自然对数的底数，拉剪组合试验组件加载块131粘接表面与轴线之间夹角αi满足条件n≥2且为正整数；在进行选取
每组不同拉剪比的拉剪组合试验组件实际测定断裂载荷Fi数值时，通过对比数值Fi是否满足F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求，进而对每组拉剪组合试验组件实际测定断裂载荷Fi进行有效的取舍，摒弃不在F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间范围内的实际测定断裂载荷Fi数值，对断裂载荷Fi不符合F′ i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求的拉剪组合试验组件进行重新测定，得到有效数值后再进行有效单位面积断裂载荷P的计算，如果连续三次测定的断裂载荷Fi均不符合F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求，则对该拉剪组合试验组件进行重新制作，再进行测试，直到得出符合F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求的该拉剪组合试验组件的断裂载荷Fi；在本实施例中，A＝0.0223,B＝7.0683,C＝-0.416,D＝0.0006,a＝0.223。
每组不同拉剪比的拉剪组合试验组件实际测定断裂载荷Fi数值时，通过对比数值Fi是否满足F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求，进而对每组拉剪组合试验组件实际测定断裂载荷Fi进行有效的取舍，摒弃不在F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间范围内的实际测定断裂载荷Fi数值，对断裂载荷Fi不符合F′ i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求的拉剪组合试验组件进行重新测定，得到有效数值后再进行有效单位面积断裂载荷P的计算，如果连续三次测定的断裂载荷Fi均不符合F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求，则对该拉剪组合试验组件进行重新制作，再进行测试，直到得出符合F′i-a＜Fi＜F′ i+a区间要求的该拉剪组合试验组件的断裂载荷Fi；在本实施例中，A＝0.0223,B＝7.0683,C＝-0.416,D＝0.0006,a＝0.223。
[0098] 在另一种实施例中，如图14、图15、图16，纯拉伸试验组件加载块111与片状基材200两边端面之间的粘接胶层340厚度相同、纯剪切试验组件加载块121与片状基材200两边端面之间的粘接胶层350厚度相同及拉剪组合试验组件加载块131与片状基材200两边端面之间的粘接胶层360厚度相同，作为一种优选，在初始阶段进行试验的过程中，选取粘接胶层340、粘接胶层350及粘接胶层360厚度均为1mm。
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