Методика испытаний JKR
Данный метод получил свое название по инициалам его изобретателей: Джонсона, Кендалла и Робертса.
Этот метод используется в тех случаях, когда одна из склеиваемых поверхностей является жесткой, а вторая эластичной. В этом случае для учета жесткостных характеристик склеиваемых элементов вводится поправочный коэффициент.
Испытание при отслаивании. Данные испытания позволяют моделировать поведение клеевого материала при воздействии отслаивающих нагрузок, которые возникают в конструкциях, где один из склеиваемых элементов является тонкостенным и эластичным.
Образцы для испытаний. Испытания проводят на образцах (шириной), где один образец является жестким, а второй — эластичным. Испытания могут проводиться при приложении разрушающей нагрузки под разными углами (по отношению к плоскости клеевого шва). При фиксированном времени определяют разрушающую нагрузку (усилие) и оценивают характер разрушения.
Данные испытания являются достаточно простыми и широко используются на практике, поскольку не требуется применения разрывных машин большой мощности.
При использовании данных испытаний удобно проводить сравнение свойств различных клеевых материалов, используемых для соединения эластичных деталей между собой и с жестким основанием.
При отслаивании определяется не величина разрушающего напряжения, а величина разрушающих нагрузок.
При таком типе испытания нельзя определить длительную прочность клеевых соединений в заданных эксплуатационных условиях. В то же время иногда требуется знать величины нагрузок, при которых будет происходить отслаивание, например при креплении обоев. Таким образом, результаты данных испытаний не имитируют обычные условия эксплуатации какой-либо клеевой конструкции, а просто позволяют определить величины нагрузок, при которых начнет происходить разрушение клеевого шва.
Если принять допущение, что клеевой материал является упругим телом, т.е. в нем при разрушении будут развиваться только упругие деформации.
Влияние различных факторов. Для обеспечения долговечности склеенных образцов при условии, что они испытывают отслаивающие нагрузки, требуется соблюдение следующих условий:
- если один из склеиваемых элементов является жестким (например, элемент зеркала), то клеевой шов должен быть эластичным, способным релаксировать возникающие напряжения;
- если один из склеиваемых элементов, наоборот, является эластичным, например ткань или бумага, то в этом случае необходимо использовать жесткий клей, способный выдерживать большие пластические деформации.
В клеевых материалах одновременно развиваются три вида деформаций:
- упругая;
- высокоэластическая;
- вязкотекучая.
Таким образом, полная деформация является суммой всех трех деформаций. При переходе через температуру стеклования к уже имеющейся упругой деформации добавляется обратимая высокоэластическая деформация, которая превосходит упругую на 2—4 порядка. Выше температуры стеклования добавляется еще одна составляющая деформации, которая приводит к постепенному накоплению остаточной деформации. Таким образом, с теоретической точки зрения анализ результатов испытаний на отслаивание является достаточно сложным. Именно поэтому данный метод рекомендуется использовать только в тех случаях, если требуется в одинаковых условиях сравнить между собой несколько клеевых материалов. На результаты испытания при отслаивании оказывают влияние:
- толщина клеевого шва е: усилие, необходимое для отслаивания, увеличивается при увеличении толщины (е должна составлять приблизительно 50 мкм), и разрушение клеевого шва в этом случае происходит непосредственно по клею, т.е. когезионно;
- толщина склеиваемых материалов: также оказывает существенное значение. Если прочность одного из соединяемых материалов ниже прочности клея, то при испытаниях будет происходить разрушение, т.е. не удастся определить значение прочности клеевого материала;
- угол приложения нагрузок: чем меньше угол, тем большие усилия требуется приложить для разрушения соединения;
- скорость отслаивания, значения которой обычно изменяются в пределах 50—1000 мм/мин (для большинства стандартных образцов они составляют 100, 300 и 600 мм/мин).
При отслаивании в клеевом шве одновременно развивается несколько процессов:
- хрупкое разрушение (адгезионное);
- уменьшение напряжений, связанное с релаксационными явлениями в клеевом шве;
- дальнейшее прорастание трещины на некоторую величину с последующей остановкой, что также связано с явлениями вязкоупругости.
Кривые напряжение—деформация существенно зависят от температуры, что объясняется влиянием скорости релаксационных процессов, протекающих в клеевом шве. Если необходимо определить зависимость деформации от температуры, то проводят построение термомеханических кривых.
Испытание бинтов. Медицинским работникам приходится снимать, накладывать и снова снимать повязки, в том числе и сделанные с помощью самоклеящихся бинтов. В некоторых случаях удаление таких повязок требуется выполнить в течение максимально короткого времени. При удалении самоклеящихся бинтов на коже пациента могут оставаться следы от клея (при наличии на коже волосяного покрова удаление остатков клея требует длительного времени), что не всегда допустимо. Именно по этой причине при изготовлении самоклеящихся бинтов требуется выбирать клей с регулируемой (а не с максимальной) прочностью.
Загрузка ...