基于内聚力模型的胶水粘接强度仿真建模经验总结

基于内聚力模型的黏结剂粘接强度仿真

建模经验总结

摘要：界面内聚力模型用于黏结剂粘接强度仿真是一个非常好的建模方法。这种内力模型的材料参数比较容易通过试验方法反向获取。即通过测拉伸强度、剪切强度、双臂梁测试的获取载荷与位移关系，在反向优化材料参数。如果你闲麻烦，有些胶水的内力模型的材料参数文献上也可以找到。另外，这种建模方法比其他损伤建模方法，对计算资源消耗不是很大。

整个文档框架：1.简要介绍内聚力模型

2. 基于COMSOL 的玻璃与不锈钢的粘结结构建模

3 调研的几种环氧树脂界面内力模型的材料参数

1.简要介绍内聚力模型

以上是简要的理论，如果不能完全理解，需要读者们自行找资料补充。2. 基于COMSOL 的玻璃与不锈钢的粘结结构建模不失一般性，我们以二维的平面应变模型为例

后处理获取反作用力的方法：

如下，反作用力随位移大小而增加，但大到一定程度时候，力不再增大，说明胶在损伤。能抵抗多大力与胶内聚力模型中材料参数设置有关。如果不考虑内聚力模型，将胶与基板绑定连接在一起。（绑定连接的设置方法如下，将接触对类型改为一致对，并在固体力学里增加连续性边界条件。）从如下的计算结果可以看出，力随位移逐渐增加，仅从强度理论很难判断胶可承受多大的剪切力。

位移0.017mm 时，反作用力24.18N。即当前的内聚力模型参数下，高0.8*厚0.7*宽0.9 玻璃块，黏在基板在的粘结力为24.18N。其中胶水厚度为0.02mm.

不考虑内聚力模型下的应力场分布图

模型价值分析：

需要研究粘结剂的粘接强度，或者大应力下粘接元件之间的相对变形量，将胶视为弹性体或粘弹性体是一个不合理的模型假设。胶层通常很薄0.3~0.01mm,且剪切和拉伸强度通常较小，受大应力情况下，很容易产生裂纹，材料损伤不能再承受力。

另外，可以利用胶的拉伸、剪切试验或附件模型的实际推力试验，反向修正胶的内聚力模型材料参数。让模型更具实用性。

3 调研的几种环氧树脂界面内力模型的材料参数胶1：

胶2：

胶3：

胶4：