Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 25717-83 "Клеи. Методы определения модуля сдвига клея в клеевом соединении" (утв. постановлением Госстандарта СССР от 14 апреля 1983 г. N 1787)

Adhesives. Methods of determination of shear modulus of adhesive in adhesive bond

Дата введения 1 января 1984 г.

1. Метод определения модуля сдвига клея многослойных клееных образцов (метод А)

1.1.Отбор образцов

1.1.1. Для испытаний применяют многослойный клееный металлический образец. Форма, размеры образца и входящих в него деталей приведены на черт. 1 и в табл. 1.

Допуск на непараллельность склеиваемых поверхностей пластинок, крепежных вкладышей и боковых пластин составляет 0,01 мм.

Таблица 1

Обозначение размеров образца и входящих в него деталей	Размеры, мм	Обозначение размеров образца и входящих в него деталей	Размеры, мм
Н	60	Н_1	10
В	20-0,1	Н_2	20
L	50-0,1	d	М 10 кл.3
l_0	20-0,1	l	15
h_пл	2	d_1	5

1.1.2. Металлические детали для склеивания образца изготовляют из стали марки 30ХГСА по ГОСТ 11269-76.

Допускается изготовлять детали для склеивания образца из другого металла с известными значениями модуля сдвига и модуля нормальной упругости, и в отношении которого испытуемый клей не является коррозионно-активным.

1.1.3. На каждую температуру испытания должно быть не менее пяти образцов.

1.2. Аппаратура

1.2.1. Разрывная или универсальная машина для статических испытаний, позволяющая проводить испытания на растяжение с постоянной скоростью движения подвижного захвата машины от 0,05 до 5 мм/мин и измерять нагрузку с погрешностью не более 1%. Захваты машины должны обеспечивать надежное крепление образца и совпадение продольной оси образца с направлением растяжения.

Рекомендуется применять машину с автоматической записью диаграммы "нагрузка-деформация". Допускается применять машину, оборудованную ручным приводом.

1.2.2. Крио- или термокамера, обеспечивающая равномерное охлаждение образца до минус 150°С или нагревание образца до плюс 400°С и поддерживающая заданную температуру на протяжении испытания с погрешностью, не более предусмотренной ГОСТ 14359-69.

1.2.3. Термопара медь-константан или хромель-копель (ГОСТ 6616-74) с потенциометром класса точности не ниже 0,5 (ГОСТ 9245-79).

1.2.4. Прибор для измерения деформации с погрешностью, не превышающей:

0,001 мм - при деформации менее 1 мм;

0,01 мм - при деформации 1 мм и более.

1.2.5. Устройство для измерения деформации при пониженных или повышенных температурах (см. рекомендуемое приложение 1).

1.2.6. Прибор для измерения размеров образца и входящих в него деталей с погрешностью не более 0,01 мм.

1.3. Подготовка к испытанию

1.3.1. Образец, собранный из деталей, перед склеиванием измеряют.

Схемы измерения суммарной толщины h_i блоков (а, б, в, г) пластинок образца до склеивания и толщины Н_м собранного образца до склеивания даны в обязательном приложении 2.

Число пластинок (К) в каждом из блоков (а, б, в, г) образца (см. обязательное приложение 2) должно быть одинаковым, рекомендуется К брать равным пяти.

1.3.2. Образец склеивают по технологии, указанной в нормативно-технической документации на клей.

Клеевые подтеки на торцах клеевых слоев должны быть зачищены до испытания.

1.3.3. Время выдержки образцов после склеивания указывают в нормативно-технической документации на клей.

1.3.4. Образцы перед испытанием кондиционируют по ГОСТ 12423-66 не менее 3 ч при (23+-2)°С, если в нормативно-технической документации на клей нет других указаний.

ГАРАНТ:

Приказом Росстандарта от 22 ноября 2013 г. N 1069-ст взамен ГОСТ 12423-66 с 1 января 2015 г. введен в действие ГОСТ 12423-2013

1.3.5. Перед испытанием склеенный образец измеряют по толщине в двух местах, соответствующих центрам пластинок (аналогично измерению размера Н_м (см. обязательное приложение 2).

Суммарную толщину клеевых слоев образца (Н_кл) в миллиметрах вычисляют по формуле

                                           Н   = Н - Н ,

                                            кл        м

     где

     Н  - толщина    склеенного   образца,   вычисленная   как    среднее

          арифметическое двух измерений, мм;

     Н  - толщина несклеенного  образца, вычисленная   по   обязательному

      м   приложению 2, мм.

Среднюю толщину клеевого слоя (h_кл) в миллиметрах вычисляют по формуле

                                                1

                                     h   = ----------- х Н  ,

                                      кл   2 х (К + 1)    кл

     где К - число склеенных пластинок в блоке.

1.4. Проведение испытания

1.4.1. Образец с укрепленным на нем прибором или устройством для измерения деформации устанавливают в захваты испытательной машины с помощью тяг, ввернутых в крепежные вкладыши образца.

1.4.2. Образец подвергают растяжению при постоянной скорости движения подвижного захвата машины, выбранной так, чтобы время от начала испытания до разрушения образца находилось от 0,5 до 1,5 мин.

При проведении испытания с автоматической записью диаграммы "нагрузка-деформация" проводят непрерывное нагружение образца до разрушения.

При испытании с использованием ручного привода проводят ступенчатое нагружение образца, увеличивая нагрузку приблизительно равными величинами до нагрузки, равной 10-15% от разрушающей. Количество ступеней нагружения должно быть не менее 8. На каждой ступени нагружения измеряют соответствующее значение деформации, затем образец нагружают до разрушения.

1.4.3. При испытании при пониженных или повышенных температурах образец с укрепленным на нем устройством для измерения деформации помещают в крио- или термокамеру, имеющую температуру испытания. Продолжительность выдержки при температуре испытания должна быть 45-60 мин. Испытания проводят, как указано в п. 1.4.2.

1.4.4. После испытания образец подвергают визуальному осмотру для определения характера разрушения: по плоскости склеивания или по клею. Характер разрушения оценивают в процентах от номинальной площади склеивания с погрешностью не более 10%. Результаты, полученные на образцах, имеющих непроклеенные места, не учитывают.

1.5. Обработка результатов

1.5.1. Модуль сдвига клея в клеевом соединении (G_кл) в МПа (Н/мм2) вычисляют по формуле

                                              дельта Р х Н

                                                          кл

                  G   = -------------------------------------------------------------,

                   кл                 /                                             \

                                      |            дельта Р     h      L - 2l       |

                                      |                                      0      |

                         2 х l  х В х | дельта l - -------- (------- + -----------) |

                              0       |                В     l  х G    2Н  х    Е   |

                                      |                       0    м        1    м  |

                                      \                                             /

     где

     дельта Р - приращение  нагрузки  Р  на  линейном  участке  диаграммы

                "нагрузка - деформация", Н;

     дельта l - приращение деформации образца, соответствующее приращению

                нагрузки дельта Р, мм;

     Н        - суммарная толщина  клеевых  слоев образца (см. п. 1.3.5),

      кл        мм;

     h        - средняя  толщина  блока   металлических  пластинок   (см.

                обязательное приложение 2), мм;

     2Н       - суммарная толщина боковых пластин, мм;

        1

     В        - ширина образца, мм;

     L        - высота образца, мм;

     l        - высота пластинок (длина клеевого слоя), мм;

      0

     G        - модуль  сдвига  склеиваемого   металла  при   температуре

      м         испытания,  МПа,  выбирают  соответственно марке металла,

                используемого  для  изготовления  образца, по справочному

                приложению 3;

     Е        - модуль  нормальной  упругости  склеиваемого  металла  при

      м         температуре  испытания,  МПа,  выбирают,   соответственно

                марке металла, используемого для изготовления образца, по

                справочному приложению 3.

Значения G_кл вычисляют для каждого образца с точностью до третьей значащей цифры.

1.5.2. Показатели статистической обработки вычисляют по ГОСТ 14359-69.

1.5.3. Определение условного предела пропорциональности при сдвиге (тау_пц ), относительного сдвига при условном пределе пропорциональности (гамма_пц ), предела прочности при сдвиге (тау) и относительного сдвига при разрушении (гамма_раз) см. в рекомендуемом приложении 4.

1.5.4. Результаты испытаний записывают в протокол, который должен содержать следующие данные:

наименование и марку испытуемого клея;

наименование, марку, значения Е_м и G_м склеиваемого металла;

способ изготовления образцов: обработка поверхностей склеиваемого металла, основные параметры технологического режима склеивания и дату склеивания;

размеры образца (l_0, L, h, Н_1, Н_кл, В);

среднюю толщину клеевого слоя (h_кл ) для каждого образца;

условия хранения образцов до испытания и время выдержки образцов после склеивания;

условия испытания: наименование и основные параметры испытательной машины, скорость нагружения, температуру испытания;

значения приращения нагрузки (дельта Р) и соответствующего приращения деформации (дельта l) в пределах закона Гука, взятые с автоматически записанной диаграммы, которая прикладывается к протоколу испытания;

     значения модуля сдвига клея (G_кл ) для каждого образца, их  среднее

          _

значение (G_KJl ) и среднее  квадратическое  отклонение  значений  модуля

сдвига клея (S);

значения величин тау_пц, гамма_пц, тау, гамма_раз для каждого образца, их среднее значение и среднее квадратическое отклонение при их определении;

характер разрушения образцов;

обозначение настоящего стандарта;

дату испытания.

2. Метод определения модуля сдвига клея однослойных клееных образцов (метод Б)

2.1. Отбор образцов

2.1.1. Для испытаний применяют клееный металлический образец, форма и размеры которого приведены на черт. 2 и 3.

2.1.2. Для испытания должно быть не менее пяти образцов.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Испытательная машина должна удовлетворять требованиям п. 1.2.1.

2.2.2. Прибор для измерения деформации клеевого слоя с погрешностью не более 0,0005 мм.

2.2.3. Приборы для измерения площади склеивания образца с погрешностью не более 0,05 мм и толщины клеевого слоя с погрешностью не более 0,001 мм.

2.3. Подготовка к испытанию

2.3.1. Пластины для склеивания размером 196x105 мм вырезают из одного листа металла толщиной 4 мм.

2.3.2. Пластины размечают на полосы размером 105x28 мм, маркируют и измеряют толщину каждой полосы по ее центру.

2.3.3. Пластины склеивают по всей их площади по технологии, указанной в нормативно-технической документации на клей.

2.3.4. Время выдержки пластин после склеивания указывают в нормативно-технической документации на клей.

2.3.5. Склеенные пластины разрезают по разметке на полосы, из которых изготавливают пять образцов (две крайние полосы для изготовления образцов не используют).

2.3.6. Изготовленные образцы перед испытанием кондиционируют по п. 1.3.4.

2.3.7. Перед испытанием измеряют длину клеевого слоя (l_0), ширину образца (В), толщину в середине нахлестки (Н) (черт. 3).

Толщину клеевого слоя (Н_кл ) в миллиметрах вычисляют по формуле

                                         Н   = Н - (h  + h ),

                                          кл         1    2

     где

     Н      - толщина склеенного образца в середине нахлестки, мм;

     h , h  - толщины пластин в середине нахлестки, мм.

      1   2

Допускается непосредственное измерение толщины клеевого слоя образца под микроскопом с делительной сеткой по двум боковым поверхностям (в двух точках, отступив около 1 мм от краев нахлестки).

Увеличение микроскопа выбирают соответственно регламентируемой выше погрешности измерения толщины клеевого слоя. В расчет принимают среднее арифметическое значение из четырех измерений толщины.

Перед измерением боковые поверхности образца зачищают вдоль клеевого слоя плоским напильником N 4 ГОСТ 1465-80.

2.4. Проведение испытания

2.4.1. Образец с установленным на нем прибором (датчиком) для измерения деформации устанавливают в захваты испытательной машины.

2.4.2. Образец подвергают растяжению и далее визуальному осмотру по пп. 1.4.2 и 1.4.4.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Модуль сдвига клея в клеевом соединении (G_кл ) в МПа (Н/мм2) вычисляют по формуле

                                           дельта Р х Н

                                                       кл

                    G   = -----------------------------------------------,

                     кл             /                                   \

                                    |            дельта Р х (l   - Н  ) |

                                    |                         ас    кл  |

                           В х l  х | дельта l - ---------------------- |

                                0   |                  В х l  х G       |

                                    |                       0    м      |

                                    \                                   /

     где

     дельта Р - приращение  нагрузки  Р  на  линейном  участке  диаграммы

                "нагрузка-деформация", Н;

     Н        - толщина клеевого слоя, мм;

      кл

     В        - ширина образца, мм;

     l        - длина клеевого слоя, мм;

      0

     дельта l - приращение деформации образца, соответствующее приращению

                нагрузки дельта Р, мм;

     l        - расстояние между базовыми точками, мм;

      ас

     G        - модуль  сдвига   оклеиваемого  металла,   МПа,   выбирают

      м         соответственно   марке    металла,   используемого    для

                изготовления образца, по справочному приложению 3.

Значения G_кл вычисляют для каждого образца с точностью до третьей значащей цифры.

2.5.2. Показатели статистической обработки вычисляют по ГОСТ 14359-69.

2.5.3. Определение условного предела пропорциональности при сдвиге (тау_пц), относительного сдвига при условном пределе пропорциональности (гамма_пц), предела прочности при сдвиге (тау) и относительного сдвига при разрушении (гамма_раз) см. в рекомендуемом приложении 4.

2.5.4. Результаты испытаний записывают в протокол, как указано в п. 1.5.4.