論述高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗粘接強(qiáng)度校核方法

竇磊

摘 要：隨著我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展以及人們出行量的增加，高速動(dòng)車(chē)成為了人們出行的優(yōu)選。高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗粘結(jié)強(qiáng)度的質(zhì)量關(guān)系到旅客與工作人員的安全，具有十分重要的影響，因此需要加強(qiáng)起粘結(jié)強(qiáng)度校核質(zhì)量，掌握有效的校核方法。筆者簡(jiǎn)要分析了高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗粘結(jié)工藝，并通過(guò)實(shí)例闡述了車(chē)窗粘結(jié)強(qiáng)度校核方法，以期為同行業(yè)人士提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車(chē)組;車(chē)窗;粘結(jié)工藝;粘結(jié)強(qiáng)度;校核方法

1 高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗粘接工藝

高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗的粘結(jié)工藝主要包括以下四種工藝流程：首先，對(duì)車(chē)窗玻璃進(jìn)行清潔，對(duì)高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗中的所有基材進(jìn)行徹底清潔，確保沒(méi)有灰塵影響粘結(jié)強(qiáng)度。打磨粘結(jié)位置，讓車(chē)窗的粘結(jié)位置變得粗糙，以增加粘結(jié)強(qiáng)度，再次清潔，晾曬至少10分鐘，但不超過(guò)120分鐘;其次，利用活化劑對(duì)窗戶框清潔增加表面能，晾曬至少20分鐘，但不超過(guò)120分鐘;再次，在高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗粘結(jié)部位涂上底涂劑，并進(jìn)行晾置處理，晾置時(shí)間應(yīng)大于30分鐘、小于120分鐘。對(duì)于剩余的底涂劑應(yīng)注意密封，以免風(fēng)干或者起了化學(xué)反應(yīng)，影響了下次使用;最后，對(duì)高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗涂抹粘膠并裝配。

為了確保車(chē)窗的外觀美觀，需要在車(chē)窗的一些不需要進(jìn)行粘膠的部位都粘上膠帶，可以確保粘膠部位視覺(jué)效果良好。當(dāng)膠帶粘貼完畢之后，就可以利用雙組份膠泵打膠，對(duì)膠嘴進(jìn)行處理，成為所需要的形狀，之后沿著窗戶框止口的邊緣部位進(jìn)行打膠。打膠的規(guī)格是，邊緣部位寬度為5mm-14mm，高度一般為11mm-17mm，內(nèi)側(cè)窗框部位左右各留一個(gè)導(dǎo)水槽。當(dāng)打膠及窗安裝工作環(huán)節(jié)完成后，還要在窗戶框下方使用墊塊承重。

2 高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗粘接強(qiáng)度校核方法

筆者針對(duì)某高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗不同角度的粘結(jié)輕度校核方法進(jìn)行了以下研究。在該強(qiáng)度校核的過(guò)程中利用0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的7組嵌接式鋁合金膠接件（6005A），自制。采用WDW-100型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，長(zhǎng)春科新試驗(yàn)儀器有限公司。該高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗的鋁合金基材，對(duì)該基材繼續(xù)進(jìn)行清理、活化，并在此過(guò)程后適當(dāng)晾置。然后對(duì)高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗進(jìn)行試件粘結(jié)、固定、取件、固化、溫度與時(shí)間控制、清潔余膠等工作流程。

結(jié)果如下：在常溫情況下，當(dāng)粘結(jié)角度為0°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為0MPa，破壞應(yīng)力為7.51MPa;當(dāng)粘結(jié)角度為15°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為1.96MPa，破壞應(yīng)力為7.31MPa;當(dāng)粘結(jié)角度為30°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為3.79MPa，破壞應(yīng)力為6.56MPa;當(dāng)粘結(jié)角度為45°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為5.46MPa，破壞應(yīng)力為5.46MPa;當(dāng)粘結(jié)角度為60°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為6.76MPa，破壞應(yīng)力為3.91MPa;當(dāng)粘結(jié)角度為75°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為6.57MPa，破壞應(yīng)力為1.76MPa;當(dāng)粘結(jié)角度為90°時(shí)，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗膠接件的強(qiáng)度為6.5MPa，破壞應(yīng)力為0MPa。膠黏劑破壞應(yīng)力包絡(luò)線如圖1所示。

由圖1可知：折線上的各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率值即為正剪比，包絡(luò)線即為各種不同正剪比時(shí)膠粘劑的破壞應(yīng)力集合;該包絡(luò)線7組試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)分為6個(gè)三角形區(qū)域，三角形區(qū)域邊線上對(duì)應(yīng)的破壞應(yīng)力值可通過(guò)相鄰兩組數(shù)據(jù)插值而得。

圖1

3 粘接強(qiáng)度校核方法

①對(duì)高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行危險(xiǎn)工況下的有限元仿真分析計(jì)算，在計(jì)算結(jié)果文件中提取出需要進(jìn)行粘接強(qiáng)度校核的車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)周邊變形位移信息;

②建立該車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)的局部細(xì)化模型，并將從高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果中提取的車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)邊界位移信息，賦于該車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)的局部細(xì)化模型，并且提交計(jì)算，得到車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)膠層的應(yīng)力狀態(tài)信息;

③在該車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)的有限元模型中任意選取1個(gè)單元為例，利用圖1所示的膠粘劑破壞應(yīng)力包絡(luò)線進(jìn)行粘接強(qiáng)度校核。在車(chē)窗粘接結(jié)構(gòu)局部細(xì)化模型的計(jì)算結(jié)果文件中，讀取該單元的應(yīng)力狀態(tài)[應(yīng)力狀態(tài)由6個(gè)應(yīng)力分量（σx、σy、σz、τyz、τzx、τxy）表示，x、y、z為有限元模型全局坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸;

④利用彈性力學(xué)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將該膠層單元的應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為σ與τ的組合形式。具體方法如下：假設(shè)該膠層單元粘接平面的外法線方向?yàn)閚′，則其方向余弦分別為cos（n′，x）=l、cos（n′，y）=m和cos（n′，z）=n。定義該膠層單元在其粘接平面的全應(yīng)力為p′（MPa），在坐標(biāo)軸上的投影用p′x、p′y、p′z表示。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述可知，高速動(dòng)車(chē)組車(chē)窗的粘結(jié)工藝與粘結(jié)強(qiáng)度校核方法，通過(guò)有效的粘結(jié)強(qiáng)度校核方法，有助于提升車(chē)窗粘結(jié)的質(zhì)量，為高速動(dòng)車(chē)組提供安全保障，具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝靜思，王新雷.動(dòng)車(chē)組粘接技術(shù)培訓(xùn)探討[J].工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育，2013（04）.