粘接式气囊接口受力及接口临界长度的研究.pdf
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1、第2 6 卷第1 期 2 0 0 5 年2 月 纺织学报 J o u m a l0 fT b x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 6 N o 1 F b b 2 0 0 5 粘接式气囊接口受力及接口临界长度的研究 李玮茹,张士俊,俞建勇 ( 东华大学纺织学院,上海2 0 0 0 5 1 ) 摘要研究粘接式气囊接口的受力分析,在保证其接口强力的情况下,确定气囊涂层织物接口的临界长度,为粘 接式气囊制品的研制、加工提供技术依据。 关键词粘接式气囊;临界接口长度;受力分析;涂层织物 中图分类号:T S1 0 1 2文献标识码:A 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1
2、 ( 2 0 0 5 ) 0 1 0 0 9 2 0 3 S t l l d yo nj o i n ts t r e 豁o fa d h e r e da i r - b a g 锄dc r i t i c a lj o i n t - l 明g t l l L IW e i r u ,Z H A N GS h i - j u n ,Y UJ i a n - y o n g ( c 0 阮萨矿z h t 如,D o ,增 踟讹m 毋,S 妇n 咖i2 0 0 0 5 1 ,吼打m ) A b s t r a c t弧ej o i n ts t r e s so ft h ea d h e r
3、 e da i r - b a gw a ss m d i e d ,a I l dt h ec r i t i c a lj o i n t - l e n g t l lo fc o a t e d 址r i cw a sf i g u r e d0 u t ,w h i c h c o u l do f f e rp r o p e rs t r e n 昏ht om a k es u r eo ft | l ea i r - b a g sn a t 砌u s e s ,a n dp r o v i d e dt l l et e c h n o l o 百cr e f e r e n
4、 c et o 山ep m c e s so fa d - h e r e dj o i n to ft l ec o a t e df 曲r i c K e yw o r d b a d h e r e da i r _ b a g ;c r i t i c a lj o i n t 一1 e n g t I l ;s t r e s sa n a l y s i s ;c o a t e df 曲r i c 气囊织物要求在高温高压急速气流冲击的工作 状态下能承受张力而不致受损破坏。气囊织物所用 的涂层剂为橡胶,由橡胶和织物复合而成,简称胶 布。气囊工作中抗张强度主要由织物( 基布) 及其结
5、 构所决定,其气密性和耐老化等性能主要取决于橡 胶。为保证气囊制品的气密性,在气囊整体成型时, 其涂层织物间的连接必须采用粘接方式,而非缝结 方式。在实际应用中,气囊的薄弱环节在接口处,本 文主要研究接口处强力的承受能力。 1 实验方法 实验选用2 种不同性能的尼龙织物作为基布, 采用2 种不同加工处理方法的氯丁橡胶为涂层剂, 制成实验用的胶布A 与胶布B ,并使用2 种不同配 方的氯丁胶粘剂进行接口粘合。由于实验条件的限 制,为模拟气囊织物的现实工作情况,本实验根据时 温等效原理,在常温下快速拉伸气囊接口处,以此来 讨论其临界接口长度。 实验材料:胶布A ,胶布B ;试样规格:2 5c m
6、3 0c m ;夹距:1 5 0m m ;拉伸速度:1 0 0 删I I l i n ;实验温 度:2 0 ;仪器:H D 0 2 6 N 5 0 0 0 型电子强力拉伸仪( 南 通宏大试验仪器有限公司) ;实验前样品先在恒温恒 湿的室内放置2 4h ,再使用电子强力仪直接拉伸。 2实验分析 2 1 实验结果 单层胶布A 、B 的强伸性能见表1 ,单层胶布接 口长度与拉伸强力的关系见表2 。 襄1 单层胶布A 、B 的强伸性能 表2 单层胶布接口长度与拉伸强力的关系 接咔肌m 1 磊两半塾 2 2 分析与讨论 2 2 1 实验材料接口受力分析以单层胶布接口 的受力情况为分析对象,在胶布受到纵向
7、拉伸时,接 口处会出现应力集中的现象,图1 为单层织物受力 前、后的受力情况。 由于作用力F 作用的不同轴线,接头的胶布上 存在双重作用: 作者简介:李玮茹( 1 9 7 9 一) ,女,硕士。主要研究方向为纺织复合材料的开发及应用。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 5 年第1 期纺织学报 【9 3 】 ,丑羊F 嚯_ F 图l 接口受力前后简化图 拉伸应力 Q = 啬;弯曲力矩 M = K 。肘。 设、B 、E 。、仃分别为胶布的厚度
8、、宽度、接口 长度、模量、泊松比,K 为力矩修正系数,并与上述诸 量有关,只有当外力F 很小时,接头可以看作不发 生弯曲变形,K 才为1 。本实验采用的是胶布,弯曲 模量很小,这样会导致接头绕中心D 发生几乎最大 程度的旋转,这样K 将下降,导致接头通过旋转可 以降低弯距作用。在接头未发生任何形变时,力 矩为: M o = t F f 2 当负荷F 增加时,接头就有围绕中心0 旋转的 趋向甚至显著变形使力矩发生改变。在接口端部的 纵向应力是拉伸应力和弯曲应力的总和,即: Q 纵= 砉+ 警( 州2 :刮2 ) ( 1 ) 由此可知,在z = t ,2 处即接口端部胶布的内表 面处,应力最大,此
9、处的纵向应力为: Q 一= ( 1 + 3 K ) 去 ( 2 ) 由图1 可见,在胶接的内表面即e 处,应力最 大,它是平均拉伸应力的( 1 + 3 K ) 倍。因此接口处 尤其端部成为整个材料体系的弱节所在,在未达到 胶布本体最大强力之前而断裂。双层材料受力尽管 较为复杂,但其主要原因与单层材料类似。 2 2 2 材料接口断裂的影响因素分析整个接口 体系的构成元素为胶布、胶粘剂、胶布一胶粘剂界面 和接口结构。由实验现象分析,可排除胶粘剂、胶布 一胶粘剂界面对断裂造成的影响,所以影响因素仅 为胶布和接口结构,这里主要讨论接口结构。接口 结构涉及接口长度和接口方式。 1 ) 接口长度对接口强力
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