本發(fā)明涉及車輛側(cè)窗粘接工藝領(lǐng)域，具體涉及一種車輛側(cè)窗粘接固化工藝優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

車輛的側(cè)窗與車體采用粘接的形式連接，為了保證其粘接強(qiáng)度，在粘接完成之后，經(jīng)歷兩個固化階段，即夾持固化階段和載荷固化階段。首先在固化夾具上進(jìn)行夾持固化階段，此時膠粘劑不受側(cè)窗自重引起的載荷作用；卸下夾具，在側(cè)窗自重的情況下進(jìn)行載荷固化階段，直到固化結(jié)束。若夾持固化時間太長，則生產(chǎn)效率低下，成本高；若夾持固化時間太短，則粘接強(qiáng)度不高，造成安全事故，因此，夾持固化的時間直接影響著粘接性能和生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種車輛側(cè)窗粘接固化工藝優(yōu)化方法，本發(fā)明的發(fā)明目的是在保證粘接強(qiáng)度的前提下，確定夾持固化的最短時間。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種車輛側(cè)窗粘接固化工藝優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟一、獲取側(cè)窗質(zhì)量，膠粘劑與車體、側(cè)窗粘接區(qū)域的總的粘接面積，計算膠粘劑承受側(cè)窗重力時的剪切力；

步驟二：設(shè)計單搭接接頭幾何尺寸，使單搭接接頭的粘接膠層厚度與車輛側(cè)窗粘接膠層厚度一致，單搭接接頭粘接膠層的區(qū)域為正方形，正方形邊長為車輛側(cè)窗粘接膠層的寬度；

步驟三、選取多個單搭接接頭，獲取單搭接接頭上的粘接基材的質(zhì)量，計算所述單搭接接頭加載的固化載荷；

步驟四、對所述多個單搭接接頭進(jìn)行不同時間的夾持固化，使前一個單搭接接頭的夾持固化時間小于后一個單搭接接頭的夾持固化時間，并且使相鄰的單搭接接頭的夾持固化時間差相等，對所述基材加載所述固化載荷，并且保持所述單搭接接頭的載荷固化時間均相同；

步驟五、對所述單搭接接頭進(jìn)行軸向拉伸測試，采集失效載荷，計算后一個單搭接接頭的夾持固化時間的平均失效強(qiáng)度相對于前一個單搭接接頭的夾持固化時間的平均失效強(qiáng)度的增長率；

步驟六、當(dāng)其中某個單搭接接頭的平均失效強(qiáng)度的增長率小于經(jīng)驗計算值時，則前一個單搭接接頭的夾持固化時間為最短夾持固化時間。

優(yōu)選的是，將所述單搭接接頭平均分為n組，每組m個，并且m≥5。

優(yōu)選的是，所述平均失效強(qiáng)度計算方式如下：式中，f1,f2,…,fj,…,fm為每組m個單搭接接頭的失效載荷。

優(yōu)選的是，所述經(jīng)驗計算值η′＝k·η2，式中，k為經(jīng)驗常數(shù)，η2為第2個單搭接接頭的夾持固化時間的平均失效強(qiáng)度相對于第1個夾持固化時間的平均失效強(qiáng)度的增長率。

優(yōu)選的是，所述經(jīng)驗常數(shù)k＝0.05。

優(yōu)選的是，在所述步驟四中，對所述基材進(jìn)行載荷固化時，將所述單搭接接頭豎直懸掛，所述粘接基材通過第一銷孔懸掛固定，通過粘接基材的第二銷孔加載載荷。

優(yōu)選的是，在所述步驟五中，通過所述第一銷孔和所述第二銷孔與拉伸機(jī)上下兩端連接，采集粘接接頭的失效載荷f。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果：

1、可靠性高，本文提出的車輛側(cè)窗夾持固化時間計算方法，充分考慮了膠粘劑在固化時承受側(cè)窗重力對粘接強(qiáng)度的影響，確保了固化工藝優(yōu)化的可靠性；

2、提高生產(chǎn)效率，某些側(cè)窗的夾持固化時間過長，通過本文提出的固化工藝優(yōu)化方法，能夠確定夾持固化的最短時間，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率；

3、可操作性強(qiáng)，本文采用單搭接接頭來模擬車輛側(cè)窗的固化過程，接頭設(shè)計簡單、加工方便，試驗可行性好，方便快捷；

4、模擬精度高，本文設(shè)計的單搭接接頭粘接膠層厚度、粘接區(qū)域邊長與車輛側(cè)窗的粘接膠層尺寸保持一致，消除了單搭接接頭和車輛側(cè)窗粘接膠層幾何尺寸差異帶來的影響，提高了單搭接接頭的模擬精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的車體、膠粘劑、側(cè)窗結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的單搭接接頭尺寸示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的單搭接接頭固化載荷加載示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

如圖1～3所示，本發(fā)明提供了一種車輛側(cè)窗粘接固化工藝優(yōu)化方法，具體步驟如下：

步驟一、獲得側(cè)窗130的質(zhì)量m0，膠粘劑120與車體110、側(cè)窗130粘接區(qū)域的粘接面積s。

步驟二、計算膠粘劑承受側(cè)窗重力時的剪切應(yīng)力其中，g為重力加速度，通常取9.8m·s^-2；

步驟三、設(shè)計單搭接接頭幾何尺寸，使單搭接接頭的粘接膠層厚度b與車輛側(cè)窗粘接膠層厚度b一致，單搭接接頭粘接膠層的區(qū)域為正方形，邊長a為車輛側(cè)窗粘接膠層的寬度a；

步驟四、設(shè)計單搭接接頭n×m個，其膠粘劑160粘接區(qū)域為邊長為a的正方形，膠層厚度為b，粘接基材152的質(zhì)量為m1；

步驟五、計算單搭接接頭加載的固化載荷p＝τ·a²-m1g；

步驟六、將單搭接接頭平均分成n組，每組m個，一般m≥5，在夾具夾持的狀態(tài)下進(jìn)行夾持固化階段，夾持固化時間分別為t1,t2,…,ti,ti+1,…,tn，任意夾持固化時間ti＜ti+1，且ti+1-ti＝ti-ti-1(i≥2)；

步驟七、進(jìn)行載荷固化階段，單搭接接頭豎直懸掛，粘接基材151通過銷孔141懸掛固定，通過粘接基材152的銷孔142加載載荷p，固化時間均相同，直到固化結(jié)束；

步驟八、在拉伸試驗機(jī)上對單搭接接頭進(jìn)行軸向拉伸測試，通過銷孔141、142與拉伸機(jī)上下兩端連接，獲得每個粘接接頭的失效載荷f；

步驟九、計算夾持固化時間ti條件下的平均失效強(qiáng)度其中f1,f2,…,fj,…,fm為每組m個接頭的失效載荷；

步驟十、計算夾持固化時間ti平均失效強(qiáng)度(τi)ave相對于夾持固化時間ti-1平均失效強(qiáng)度(τi-1)ave的增長率

步驟十一、若固化時間超過ti(含ti)，其失效強(qiáng)度增長率均小于k·η2，則ti-1為最短夾持固化時間；其中，k＝0.05。

實施例

對動車客室某側(cè)窗固化工藝進(jìn)行優(yōu)化，對本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

具體步驟如下：

步驟一、獲得側(cè)窗130的質(zhì)量m0＝129.25kg，膠粘劑120與車體110、側(cè)窗130粘接區(qū)域的粘接面積s＝0.165m²；

步驟二、計算膠粘劑承受側(cè)窗重力時的剪切應(yīng)力其中，g為重力加速度，通常取9.8m·s^-2；

步驟三、設(shè)計單搭接接頭n×m＝6×5＝30個，其膠粘劑160粘接區(qū)域為邊長為a＝0.025m的正方形，膠層厚度為b＝0.001m，粘接基材152的質(zhì)量為m1＝0.086kg；

步驟四、計算單搭接接頭加載的固化載荷p＝τ·a²-m1g＝7676.67×0.025²-0.086×9.8＝3.96n；

步驟五、將單搭接接頭平均分成n＝6組，每組m＝5個，一般m≥5，在夾具夾持的狀態(tài)下進(jìn)行夾持固化階段，夾持固化時間分別為t1＝5h，t2＝10h，t3＝15h，t4＝20h，t5＝25h，t6＝30h，任意夾持固化時間ti＜ti+1，且ti+1-ti＝ti-ti-1＝5h(i≥2)；

步驟六、進(jìn)行載荷固化階段，單搭接接頭豎直懸掛，粘接基材151通過銷孔141懸掛固定，通過粘接基材152的銷孔142加載載荷p＝3.96n，該載荷通過懸掛砝碼實現(xiàn)，固化時間均為20天，直到固化結(jié)束；

步驟七、在拉伸試驗機(jī)上對單搭接接頭進(jìn)行軸向拉伸測試，通過銷孔141、142與拉伸機(jī)上下兩端連接，獲得每個粘接接頭的失效載荷f；

步驟八、計算夾持固化時間ti條件下的平均失效強(qiáng)度其中f1,f2,…,fj,…,fm為每組m個接頭的失效載荷，計算平均失效強(qiáng)度結(jié)果如表1所示；

表1平均失效強(qiáng)度

步驟九、計算夾持固化時間ti平均失效強(qiáng)度(τi)ave相對于夾持固化時間ti-1平均失效強(qiáng)度(τi-1)ave的增長率平均失效強(qiáng)度增長率結(jié)果如表2所示；

表2平均失效強(qiáng)度增長率

步驟十、固化時間超過t5(含t5)，其失效強(qiáng)度增長率η5、η6均小于k·η2＝0.05×16.68％＝0.834％，則t4＝20h為最短夾持固化時間；其中，k＝0.05。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。