ICS 83.180 G 38
gP
中华人民共和国国家标准
GB/T 27595—2011/ISO9664:1995
胶粘剂 结构胶粘剂拉伸剪切疲劳
性能的试验方法
Adhesives-Test methods for fatigue properties of structural adhesives in
tensile shear
(ISO 9664:1995,IDT)
2012-03-01实施
2011-12-05发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T27595—2011/ISO9664:1995
前言
GB/T27595一2011《胶粘剂结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的试验方法》等同采用ISO9664： 1995《胶粘剂结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的试验方法》（英文版）。
部分规范性引用文件用国家标准取代了国际标准，所引用的标准内容与国际标准没有差异。 为便于使用，本标准作下列编辑性修改： a）“本国际标准”一词改为“本标准”； b）本标准规范性引用文件采用"ISO17212：2004”代替原国际标准所采用的"ISO4588：1995”； c）删除了国际标准的前言。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国胶粘剂标准化技术委员会（SAC/TC185）归口。 本标准起草单位：北京天山新材料技术有限责任公司、上海康达化工有限公司、上海橡胶制品研究
所、宁波胶粘剂及制品行业协会。
本标准主要起草人：杜美娜、胡红梅、陈亚菊、孙永国。
I GB/T27595—2011/ISO9664：1995
胶粘剂 结构胶粘剂拉伸剪切疲劳
性能的试验方法
1范围
本标准详细说明了在规定条件下用标准试样通过加载剪切应力评价胶粘剂拉伸剪切疲劳强度的试验方法。目的是表征结构胶粘剂在特定金属基材上的性能。
疲劳性能是试样几何分布的函数。试验结果与胶粘剂的内在特性无关，且不能用于设计目的。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用面成为本标准的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境(ISO291:1997，IDT） GB/T7124一2008胶粘剂拉伸剪切强度的测定（刚性材料对刚性材料)(ISO4587：2003IDT） GB/T21526--2008结构胶粘剂粘接前金属和塑料表面处理导则(ISO17212：2004，IDT）
3术语和定义、符号
本标准采用以下术语和符号。
3. 1
剪切应力 shear stress (t) 外力除以粘接面积，单位是MPa。
3. 2
静态剪切应力staticshearstrength（t）根据GB/T7124确定为破坏时的平均静态剪切强度，单位是MPa。
3. 3
应力循环 stresscycle 以规整间隔重复的应力/时间函数的最小单元。 剪切应力与时间成正弦函数（如图1）。
至
1个应力循环
1=2V
(
u
时间
图1疲劳应力循环
1 GB/T27595--2011/ISO9664:1995
可以认为循环应力是一个静态应力即平均应力与一个交互应力的叠加。 3.3.1
最大应力maximumstress（tx）循环应力中的最大值，单位是MPa。
3.3.2
最小应力 minimum stress(tmln) 循环应力中的最小值。该值应始终为正值，单位是MPa。
3.3.3
平均应力 meanstress(t.) 最大与最小应力之和的一半，单位是MPa：
Imx + Tmin
Tm=
2
3.3.4
应力幅stressamplitude（t，）最大与最小应力之差的半，单位是MPa：
T t
T, 2
3.3.5
应力比stressratio(R，）个应力循环中最小应力与最大应力的代数比：
R.=3 mi
Tm
3. 4
疲劳极限fatiguelimit（Tp）在给定平均应力.或应力比R，下，当循环次数很大时，应力幅t。接近的极限值。 对于一些材料而言，应力幅不会随循环次数的变化出现一个极限值，而是随着循环次数的增加，持
续降低。在这种情况下，确定一个耐久极限是很有用的。 3. 5
耐久极限limitofendurance［tp（N）］在特定失效循环次数Nr下确定的剪切应力值。单位是MPa。 试验在给定T或R.下进行时，结果分别表示为： t（N，m），单位是MPa 或 tp(NF，R.），单位是MPa
3. 6
使用寿命servicelife（N) 施加给试样直至试验结束时的应力循环次数。如果试样没有破坏，则不定义使用寿命，但认为试样
的使用寿命大于试验的循环次数。 3.7
循环比 cycle ratio (n/N) 施加的循环次数（n）与使用寿命（N）的比值。该比值与SN曲线（韦勒曲线）一起被应用于承载条
2 GB/T27595—2011/ISO9664:1995
件下的测试。 3.8
SN曲线SNcurve SN曲线给出了试验观察到的使用寿命N与应力幅t。或最大值tmx之间的关系，显示材料的耐性
按照常规，使用寿命N为横坐标（对数值），t，或tmx为纵坐标（图2a)所示典型曲线）或者t。或tmax的对数值为纵坐标（图2b)所示典型曲线）。这两个曲线均是在保持.为常数或者R.为常数下得到的。SN 曲线定义为应力幅和使用寿命的关系。在这条曲线上（图2a)），我们可以发现：
耐久区域，指的是在给定应力下，可以确定破坏或者未破坏的失效循环次数（N）的区域；疲劳区域，指的是在给定应力下，所有试样的试验循环次数在低于上述失效循环次数N时，都发生破坏的区域。
疲劳区域
3
1耐久区域 (4)
105
105 循环次数N
104
NF f,(1013 MPa)=3. 2 MPa
a）标准碳钢试样，室温条件下30Hz，半对数坐标图2一个单组分环氧胶粘剂的典型SN曲线
T GB/T27595—2011/IS09664:1995
10
L0 4
- (4)
X
3
105 NeTm fp(10913 MPa)=3. 2 MPa
10° 循环次数N
10
b）标准碳钢试样，室温条件下30Hz，对数坐标
图2（续）
4原理
试样被施加循环的应力，可以认为是一个静态应力即平均应力与一个交互应力的叠加。给定m与T 可以确定试样破坏时的循环次数。用这些数据绘制SN曲线，从而评价粘接处耐疲劳性能的置信区间。 5仪器 5.1模板
确保在粘接过程中对基材的准确定位， 5.2疲劳试验机
可以进行正弦的疲劳应力循环试验，应保证最大应力在疲劳试验机量程的10%与80%之间。试验的频率和仪器的型号会影响试验结果。除非另有说明，频率应选择30Hz，最高频率为60Hz。当频率高于60Hz时，粘接处会过热。疲劳试验机应配备自动定心装置以连接试样。该装置应设计成试样一旦承载时其所有部件都和试样一起做直线运动。在这种情况下，试样的主轴与施加应力的方向以及该装置的对称轴一致。
可使用穿过基材的附件，如果这样，则试样需要如图3b）所示的其他支垫来增强。
6试样
6.1基材
试样应该与图3a）和b)（钢材）或图3c)（铝材)在形状、尺寸以及规整性上保持致。 注1：推荐基材为铝2024A5T3和钢XC18或E24，一级或二级。根据胶粘剂的终用途可以使用其他级别的钢材。
4 GB/T27595-2011/IS09664:1995
6.2试样制备
制备单个试样，或可以利用开槽或未开槽的嵌板制备试样（见图4）。 在选择试样的制备方法时，应考虑制备方法对粘接试样可能的机械损伤。在制备单个试样时应特
别注意，不同试样的粘接处应保持合适的一致性和同质性，尤其应注意胶层的厚度。
除非另有说明，根据GB/T21526对基材进行表面处理。应按照胶粘剂生产厂家的操作说明进行使用。所有情况下，均应使用模板以确保准确的叠合、基材保持良好的一致性以及每个试样及试样组粘接处的胶层厚度相互一致。 6.3试样个数
试样的个数取决于对精确度和结果的要求。最少试样数规定如下：
在三个不同的t。值处，每个至少测试4个试样，以确保破坏发生在循环次数为10*～10°。即至少需要12个试样来确定10次循环的耐久极限。 至少测试6个试样来确定静态剪切应力R。
6.4测试条件
试样应该在GB/T2918规定的温度23℃土2℃和相对湿度（50士5）%的标准条件下进行储存和测试。
10F97
胶粘剂线
剪切区域
夹具固定的部分
夹具固定的部分
100*- 25
12.5±0.2
50
07
100*8 25
50
167.5
a）用夹具夹持的钢基材试样（图中尺寸单位为毫米）
12.5. 25
50
50
12.5.
25
12.5
5 '0+ 5
187. 5
8/
100
100
b）用支垫加固的钢基材试样（图中尺寸单位为毫米）
图3试样形状与尺寸
5 GB/T27595—2011/ISO9664:1995
91
2
.
12.5±0.2
粘接固定
o
G
20
固定在夹具上的部分
2
170
c）双面搭接铝基材试样（图中尺寸单位为毫米）
图3（续）
100±0.25 12.5±0.25
20
粘接前用铣刀加工
Discard
13
081
典型值 90°=1
a）典型的钢基材试样嵌板
b）典型的双面搭接铝基材试样嵌板
图4试样嵌板
7步骤 7.1一般条件
胶粘剂在非零平均应力㎡的作用下，即使是室温条件也可能发生蠕变。在疲劳试验前，要确保在试验过程中使用的平均应力m不会产生由于蠕变导致试样破坏而归因于疲劳破坏。
根据试验的试样类型，如图3所示，将试样对称地固定在夹具上。 给试样施加平均应力，设定试验频率，将应力幅调至。。
7.2给定的平均应力t绘制SN曲线
至少评价6个相同规格试样的静态剪切应力R后，再进行疲劳性能的测试。 7.2.1在0.25t至0.5tg范围内选择tm值，并在试验报告中注明选择的具体数值，tR是测得的静态剪切应力。
注2：Tm值一般取0.35tR.
6