Shear Fatigue Testing of Adhesives
Aplikace | 2024 | ShimadzuInstrumentace
Lepidla umožňují spojování rozdílných materiálů bez zásahu do jejich povrchu nebo tvaru. Ve vozidlovém průmyslu se stávají alternativou ke svařování bodů a jejich dlouhodobá únavová odolnost má zásadní vliv na spolehlivost konstrukcí.
Cílem bylo hodnotit únavové vlastnosti čtyř typů lepidel od firmy ThreeBond dle normy JIS K 6864 (ISO 9664). Testy proběhly na systému Servopulser EHF-L a zahrnovaly stanovení statické smykové pevnosti a následné únavové zkoušky při různých poměrech napětí k této pevnosti.
Testovací vzorky tvořily plechy SUS 304 spojované čtyřmi adhezivními složeními:
Instrumentace:
Statické smykové testy proběhly rychlostí 1,2 mm/min (n=3), únavové testy ve frekvenci 30 Hz se středním napětím 35 % statické pevnosti a amplitudou 5–30 % (n≈3).
Statická smyková pevnost lepidel se pohybovala od 13 MPa (TB3953) do 23,6 MPa (TB2237J), s koeficientem variace < 8 %.
Únavové zkoušky odhalily:
S-N křivky ukázaly rozdílné prahové hodnoty a sklon závislostí pro každé lepidlo, což umožňuje volbu optimálního adheziva podle požadované únavové odolnosti.
Očekává se rozšíření využití pokročilých senzorů a in-situ monitorování selhání, integrace strojového učení pro predikci únavové životnosti a testování adheziv v extrémních provozních podmínkách (teplota, vlhkost, chemické prostředí).
Vyhodnocení smykové únavy lepidel pomocí servopulzní soustavy EHF-L prokázalo její schopnost spolehlivě měřit dlouhodobou odolnost spojů dle normy JIS K 6864. Rozlišení režimů selhání přináší cenné informace pro optimalizaci složení adheziv a zvyšuje důvěru v jejich nasazení v kritických aplikacích.
Mechanické zkoušky
ZaměřeníMateriálová analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Lepidla umožňují spojování rozdílných materiálů bez zásahu do jejich povrchu nebo tvaru. Ve vozidlovém průmyslu se stávají alternativou ke svařování bodů a jejich dlouhodobá únavová odolnost má zásadní vliv na spolehlivost konstrukcí.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo hodnotit únavové vlastnosti čtyř typů lepidel od firmy ThreeBond dle normy JIS K 6864 (ISO 9664). Testy proběhly na systému Servopulser EHF-L a zahrnovaly stanovení statické smykové pevnosti a následné únavové zkoušky při různých poměrech napětí k této pevnosti.
Použitá metodika a instrumentace
Testovací vzorky tvořily plechy SUS 304 spojované čtyřmi adhezivními složeními:
- TB1160: jednosložkové bezsilikonové tmelové lepidlo (23 °C, 50 % RH, 168 h)
- TB2049/2149: dvousložkové epoxidové pryskyřice (25 °C, 24 h)
- TB2237J: jednosložkové epoxidové lepidlo (120 °C, 60 min)
- TB3953: dvousložkové elastické lepidlo (23 °C, 50 % RH, 168 h)
Instrumentace:
- Únavová soustava: Servopulser EHF-L
- Řídicí jednotka: Servo Controller 4830
- Snímací člen: 10 kN
- Přípravky: šroubové čelisti proti posunu
- Software: Windows SW pro Servo Controller 4830
Statické smykové testy proběhly rychlostí 1,2 mm/min (n=3), únavové testy ve frekvenci 30 Hz se středním napětím 35 % statické pevnosti a amplitudou 5–30 % (n≈3).
Hlavní výsledky a diskuse
Statická smyková pevnost lepidel se pohybovala od 13 MPa (TB3953) do 23,6 MPa (TB2237J), s koeficientem variace < 8 %.
Únavové zkoušky odhalily:
- Interfacialní a kohezivní selhání při nižším počtu cyklů (TB1160, TB3953).
- Převážně kohezivní selhání při vyšším počtu cyklů, což věrněji reprezentuje skutečnou únavovou životnost.
- U TB3953 docházelo k postupnému ztenčování adhezivní vrstvy s růstem počtu cyklů.
S-N křivky ukázaly rozdílné prahové hodnoty a sklon závislostí pro každé lepidlo, což umožňuje volbu optimálního adheziva podle požadované únavové odolnosti.
Přínosy a praktické využití metody
- Přesná dynamická kontrola zatížení a automatizované sledování únavových charakteristik.
- Standardizovaný protokol podle JIS K 6864 zajišťuje reprodukovatelnost výsledků.
- Metoda je použitelná při vývoji a validaci lepidel pro automobilový, letecký, elektronický i stavební průmysl.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření využití pokročilých senzorů a in-situ monitorování selhání, integrace strojového učení pro predikci únavové životnosti a testování adheziv v extrémních provozních podmínkách (teplota, vlhkost, chemické prostředí).
Závěr
Vyhodnocení smykové únavy lepidel pomocí servopulzní soustavy EHF-L prokázalo její schopnost spolehlivě měřit dlouhodobou odolnost spojů dle normy JIS K 6864. Rozlišení režimů selhání přináší cenné informace pro optimalizaci složení adheziv a zvyšuje důvěru v jejich nasazení v kritických aplikacích.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Temperature Dependence Evaluation of Tensile Shear Strength of Adhesive
2025|Shimadzu|Aplikace
Precision Universal Testing Machines AGX -V2 Application News Temperature Dependence Evaluation of Tensile Shear Strength of Adhesive Tsubasa Yamamoto, Yuuki Nishikawa, and Fumiaki Yano User Benefits Tensile shear bond strength measurement of adhesives conforming to JIS K 6850, JIS…
Klíčová slova
adhesive, adhesiveresin, resinfracture, fractureadherend, adherendtensile, tensileadhesives, adhesivesshear, shearlap, lapepoxy, epoxystrength, strengthgripping, grippingthermostatic, thermostatictemperature, temperaturenews, newsmachine
Test Speed Dependence Evaluation of Shear Strength of Adhesive and Fracture Observation
2024|Shimadzu|Aplikace
High-Speed Impact Testing Machine HITS -TX Hyper Vision HPV -X2 High-Speed Video Camera Application News Test Speed Dependence Evaluation of Shear Strength of Adhesive and Fracture Observation Yuki Nishikawa, Fumiaki Yano, Tsubasa Yamamoto User Benefits Test speed dependence evaluation…
Klíčová slova
shear, shearspeed, speeddisplacement, displacementstrength, strengthtest, testmpa, mpaadhesive, adhesiveinquiry, inquirydependence, dependencefracture, fracturechuck, chuckcamera, cameravideo, videoadhesives, adhesivesspecimen
Fatigue Testing of Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic (CFRTP)
2025|Shimadzu|Aplikace
Tabletop Dynamic and Fatigue Testing System Servopulser EHF-L Series Application News Fatigue Testing of Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic (CFRTP) Tsubasa Yamamoto and Fumiaki Yano User Benefits It is possible to evaluate fatigue of carbon fiber reinforced thermoplastic (CFRTP) by…
Klíčová slova
fatigue, fatiguecfrtp, cfrtpstress, stressreinforced, reinforcedfiber, fiberinquiry, inquirympa, mpathermoplastic, thermoplastictest, testcarbon, carbonspecimens, specimensdisplacement, displacementteeth, teethgripping, grippingehf
Three-Point Bending Fatigue Tests of Carbon Fiber Reinforced Plastic Using the SEM Servopulser
2024|Shimadzu|Aplikace
Application News Tabletop Dynamic and Fatigue Testing System Servopulser EHF-L Series High-Temperature Fatigue Testing Machine with Scanning Electron Microscope SEM Servopulser Three-Point Bending Fatigue Tests of Carbon Fiber Reinforced Plastic Using the SEM Servopulser Fumiaki Yano and Yuki Nishikawa User…
Klíčová slova
servopulser, servopulserfatigue, fatiguebending, bendingsem, semehf, ehfcfrp, cfrppoint, pointspecimen, specimeninquiry, inquirytests, teststhree, threeindenter, indentertest, testreinforced, reinforcednews