渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法技术

本发明专利技术提供了一种渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法，该方法为：制备粘结剂本体，然后进行不同吸湿循环次数的吸湿试验，得到饱和状态时的粘结剂本体饱和吸湿循环次数，分成M个渐进吸湿循环次数，对粘接接头进行破坏性试验，得到粘接接头失效载荷，再分成载荷等级，建立疲劳寿命曲线函数，建立疲劳寿命曲线函数的斜率随粘接接头的渐进吸湿循环次数变化关系的曲线图。本发明专利技术为车辆粘接接头的抗疲劳设计和安全检修提供方法与理论上的支撑，系统分析粘接接头水分吸收对疲劳寿命的影响，通过分析不同渐进吸湿循环次数的粘接接头的失效断面形貌，评价吸湿量对失效形式影响，为改善粘接接头表面处理工艺提供参考依据。

Assessment method of effect of progressive Hygroscopicity on fatigue life of high-speed railway window bonded joints

【技术实现步骤摘要】
渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法
本专利技术属于高铁车窗粘接接头
，具体涉及一种渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法。
技术介绍
高铁车窗粘接接头作为车窗和车体连接部位，粘接剂的使用不仅具有连接作用还起到密封效果，因此，连接部位粘接剂的应用具有重要作用。但是，由于我国幅员辽阔从东到西，从南到北跨度比较大，夏季南方地区潮湿多雨，此外，高铁运行速度非常快，从中国的最南端运行到北方基本上可以在12小时以内实现。车辆这种运行状况造成车窗粘接接头可能在不同湿度条件下服役，所有研究高铁车窗粘接接头的渐进吸湿非常重要。高铁的快速运行不仅造成环境对车窗粘接接头性能影响，运行期间气动载荷也对车窗粘接接头性能产生影响。当车辆反复的启停或者运行穿越涵洞过程中，气动载荷就会作用到车窗上面。高铁常年累月的服役运行气动载荷的反复激励就会造成车窗粘接接头发生疲劳失效。因此，结合高铁运行服役环境，研究渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳特性的影响，寻找一种渐进吸湿对接头疲劳寿命影响的评估方法，对于指导车辆粘接接头的抗疲劳设计具有重要的工程指导意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法，该评估方法为车辆粘接接头的抗疲劳设计和安全检修提供方法与理论上的支撑，建立疲劳寿命曲线函数的斜率(也即疲劳寿命衰减速率)和粘接接头的渐进吸湿循环次数之间函数关系，通过粘接剂吸湿未饱和到吸湿饱和状态吸湿率对粘接接头疲劳寿命影响，系统分析粘接接头水分吸收对疲劳寿命的影响，不仅适用于常温条件下渐进吸湿对疲劳寿命影响研究，也可以推广至高温环境，通过分析不同渐进吸湿循环次数的粘接接头的失效断面形貌，评价吸湿量对失效形式影响，为改善粘接接头表面处理工艺提供参考依据。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法，该方法为：S1、根据NFISO527-2标准将粘接剂制作成哑铃型，然后在温度为40℃的条件下干燥，达到含水量为5％的干燥状态，得到粘结剂本体；S2、基于德国标准DIN6701，在温度为25℃的条件下，对若干个S1中得到粘结剂本体进行不同吸湿循环次数的吸湿试验，吸湿循环次数记为Ni，测定各吸湿循环次数Ni下的吸湿率，利用Fick定律，拟合吸湿率和吸湿循环次数Ni的关系曲线，得到粘结剂本体达到饱和状态时的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN；德国标准DIN6701为《轨道车辆及其构件粘接》认证；S3、将S2中得到的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN均分成M等份，得到M个渐进吸湿循环次数，记为M≥3；S4、基于GB-T27595-2011的胶粘剂结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的试验方法，设计对粘接接头进行疲劳试验，用S3中得到的M个渐进吸湿循环次数分别对粘接接头进行破坏性试验，得到M个粘接接头失效载荷Fj；S5、将S4中得到的M个粘接接头失效载荷Fj分别分成m个载荷等级，所述载荷等级记为Fmj，分别测试得到M各粘接接头失效载荷Fj的各m个载荷等级的粘接接头疲劳失效次数，记为C；S6、分别对S4中得到的M个粘接接头失效载荷Fj进行归一化处理，分别以粘接接头疲劳失效次数C为横轴，归一化处理的粘接接头失效载荷Fj为纵轴，进行数据拟合，得到M个疲劳寿命曲线函数；S7、提取S6中得到的M个疲劳寿命曲线函数的斜率，记为K，以疲劳寿命曲线函数的斜率为纵坐标，以粘接接头的渐进吸湿循环次数为横坐标，建立疲劳寿命曲线函数的斜率随粘接接头的渐进吸湿循环次数变化关系的曲线图。优选地，S2中所述吸湿试验中每次的吸湿循环的湿度条件为：在湿度为95％的条件下处理4h，然后在2h内湿度恒速降至30％，然后在湿度为30％的条件下处理4h，再在2h内湿度恒速升至95％。优选地，S4中所述粘接接头为粘接基材通过粘结剂相嵌接。优选地，S6中所述归一化处理的粘接接头失效载荷Fj为相应的载荷等级Fmj。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术为车辆粘接接头的抗疲劳设计和安全检修提供方法与理论上的支撑，建立疲劳寿命曲线函数的斜率(也即疲劳寿命衰减速率)和粘接接头的渐进吸湿循环次数之间函数关系，通过粘接剂吸湿未饱和到吸湿饱和状态吸湿率对粘接接头疲劳寿命影响，系统分析粘接接头水分吸收对疲劳寿命的影响，不仅适用于常温条件下渐进吸湿对疲劳寿命影响研究，也可以推广至高温环境，通过分析不同渐进吸湿循环次数的粘接接头的失效断面形貌，评价吸湿量对失效形式影响，为改善粘接接头表面处理工艺提供参考依据。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的粘结剂本体的吸湿率和吸湿循环次数Ni的关系曲线。图2是本专利技术的疲劳寿命曲线函数的斜率随粘接接头的渐进吸湿循环次数变化关系的曲线图。具体实施方式实施例1本实施例的渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法，该方法为：S1、根据NFISO527-2标准将高铁动车组车窗和城轨车窗常用ISR-7008聚氨酯粘接剂制作成哑铃型，然后在温度为40℃的条件下干燥，达到含水量为5％的干燥状态，得到粘结剂本体；S2、基于德国标准DIN6701，在温度为25℃的条件下，对若干个S1中得到粘结剂本体进行不同吸湿循环次数的吸湿试验，吸湿循环次数记为Ni，Ni分别为5次、10次、15次、20次、25次、30次、35次、40次、45次、55次、60次、65次、70次、75次、80次、85次、90次、95次、100次、105次、110次、115次和120次；测定各吸湿循环次数Ni下的吸湿率，吸湿率分别为0.26％、0.36％、0.42％、0.50％、0.63％、0.76％、0.83％、0.90％、0.92％、1.00％、1.04％、1.07％、1.10％、1.12％、1.14％、1.18％、1.19％、1.20％、1.21％、1.22％、1.22％、1.23％、1.23％和1.23％；利用Fick定律，拟合吸湿率和吸湿循环次数Ni的关系曲线，如图1所示，得到粘结剂本体达到饱和状态时的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN为110次，所述吸湿试验中每次的吸湿循环的湿度条件为：在湿度为95％的条件下处理4h，然后在2h内湿度恒速降至30％，然后在湿度为30％的条件下处理4h，再在2h内湿度恒速升至95％；S3、将S2中得到的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN均分成M等份，得到M个渐进吸湿循环次数，记为M＝5，渐进吸湿循环次数分别为22次、44次、66次、88次和110次；S4、基于GB-T27595-2011的胶粘剂结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的试验方法，设计对粘接接头进行疲劳试验，用S3中得到的5个渐进吸湿循环次数分别对粘接接头进行破坏性试验，得到5个粘接接头失效载荷Fj；所述粘接接头为粘接基材车体常用6005A铝合金材料通过高铁动车组车窗和城轨车窗常用ISR-7008聚氨酯粘接剂相嵌接；S5、将S4中得到的5个粘接接头失效载荷Fj分别分成6个载荷等级，所述载荷等级记为Fmj，Fmj分别为100％、60％、50％、40％、30％和20％，分别测试得到5粘接接头失效载荷Fj的各6载荷等级的粘接接头疲劳失效次数，记为C；S6、分别对S4中得到的5个粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法，其特征在于，该方法为：S1、根据NF ISO 527‑2标准将粘接剂制作成哑铃型，然后在温度为40℃的条件下干燥，达到含水量为5％的干燥状态，得到粘结剂本体；S2、基于德国标准DIN 6701，在温度为25℃的条件下，对若干个S1中得到粘结剂本体进行不同吸湿循环次数的吸湿试验，吸湿循环次数记为Ni，测定各吸湿循环次数Ni下的吸湿率，利用Fick定律，拟合吸湿率和吸湿循环次数Ni的关系曲线，得到粘结剂本体达到饱和状态时的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN；S3、将S2中得到的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN均分成M等份，得到M个渐进吸湿循环次数，记为

【技术特征摘要】
1.一种渐进吸湿对高铁车窗粘接接头疲劳寿命影响的评估方法，其特征在于，该方法为：S1、根据NFISO527-2标准将粘接剂制作成哑铃型，然后在温度为40℃的条件下干燥，达到含水量为5％的干燥状态，得到粘结剂本体；S2、基于德国标准DIN6701，在温度为25℃的条件下，对若干个S1中得到粘结剂本体进行不同吸湿循环次数的吸湿试验，吸湿循环次数记为Ni，测定各吸湿循环次数Ni下的吸湿率，利用Fick定律，拟合吸湿率和吸湿循环次数Ni的关系曲线，得到粘结剂本体达到饱和状态时的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN；S3、将S2中得到的粘结剂本体饱和吸湿循环次数ΔN均分成M等份，得到M个渐进吸湿循环次数，记为M≥3；S4、基于GB-T27595-2011的胶粘剂结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的试验方法，设计对粘接接头进行疲劳试验，用S3中得到的M个渐进吸湿循环次数分别对粘接接头进行破坏性试验，得到M个粘接接头失效载荷Fj；S5、将S4中得到的M个粘接接头失效载荷Fj分别分成m个载荷等级，所述载荷等级记为Fmj，分别测试得到M各粘接接头失效载荷Fj的各m个载荷等级的粘接接...

【专利技术属性】
技术研发人员：范以撒，上官林建，张宾，张世斌，刘继高，闫振威，吴金妹，曹斌，尚岩，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41