CRH3型动车组侧窗的粘接结构设计.pdf

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1、DOI:10.13416/j.ca.2013.04.0012013年4月第22卷第4期中国胶粘剂Vol．22No．4，Apr.2013CHINAADHESIVES（188）-5-CRH3型动车组侧窗的粘接结构设计刘金凤，王瑾璐，王元伍，李唯，谢静思，赵辉（唐山轨道客车有限责任公司制造技术中心特殊工艺部，河北唐山063035）摘要：根据CRH3型高速动车组侧窗的结构，设计了侧窗粘接接头的形式及粘接密封结构；根据胶粘剂厂商提供的数据及粘接工艺，分析设计了侧窗粘接厚度和接缝宽度。研究结果表明：侧窗粘接接头应选择搭接接头，粘接

2、厚度的理论设计值为5～10mm，接缝宽度的理论设计值为10～17mm；将动车组侧窗的受力情况进行模型化，通过理论计算，并引入衰减因子和安全因子，可推算出侧窗粘接用聚氨酯（PU）弹性胶粘剂的剪切强度需超过0.54MPa，而目前国内外PU结构胶的剪切强度均超过此数值。关键词：动车组；侧窗；粘接厚度；接缝宽度；粘接强度；衰减因子中图分类号：TQ430.1文献标志码：A文章编号：1004－2849（2013）04－0005-030前言1.3测试用粘接接头的制备近年来，随着我国高铁事业的快速发展和动车（1）制备流程：基材[玻璃/

3、铝合金（涂底漆）]清组技术的突飞猛进，人们对动车组车身的舒适性、洁（西卡208）→晾置20min→活化（西卡活化剂）→轻量化要求越来越高。与焊接、铆接等传统工艺相至少晾置10min→施胶（西卡254）→粘接→固化。[1-2]比，粘接具有下列优点：①减轻车身质量；②吸收（2）固化条件：固化温度为15～30℃、相对湿度振动，降低噪声，消除应力；③缓冲效果好，减小尺为30％～70％，固化时间为7d。寸误差，美化外观。因此，胶粘剂在动车组部件组装过程中得到了广泛应用。1.4测试或表征目前唐山轨道客车有限责任公司生产的CRH3拉

4、伸剪切强度：按照GB7124—2008标准，采用型动车组侧窗采用结构粘接工艺，对粘接结构设计电子万能试验机进行测定（拉伸速率为4～6mm/min，和粘接强度要求较高。本研究根据CRH3型高速动23℃测定）。车组的侧窗结构及粘接工艺要求，对侧窗粘接接头2结果与讨论的形式、粘接厚度和接缝宽度等进行了设计，并通过理论分析对侧窗粘接强度的计算结果进行了探2.1侧窗的粘接接头设计讨，以期为进一步完善该领域的理论研究提供有效2.1.1粘接接头的类型选择与密封处理的参考依据。粘接接头主要可分为如图1所示的对接接头、[3]角型接头、T

5、字型接头和搭接接头等4种形式。根1试验部分据接头的应力分析结果，选择对接接头和搭接接头1.1试验原料较适宜；根据侧窗安装的结构特点，选择搭接接头聚氨酯（PU）弹性胶粘剂（西卡254）、西卡208、西卡活化剂，工业级，Sika（西卡）公司。12341-对接接头2-角型接头3-T字型接头4-搭接接头1.2试验仪器图1粘接接头的基本类型Z010型电子万能试验机，德国Zwick公司。Fig.1Basictypesofbondingjoints收稿日期：2013-03-12；修回日期：2013-03-21。作者简介：刘金凤（19

6、84—），女，河北保定人，硕士，工程师，主要从事胶粘剂和涂料等方面的应用研究。E-mail：liujinfeng-1013@163.com-6-（189）中国胶粘剂第22卷第4期最适宜。接宽度的增加而增大；当搭接长度或宽度增至一定[4]粘接接头处的空腔内积水后，会对车体造成腐值时，搭接接头的承载能力增幅趋缓。综合考虑粘蚀；此外，结构粘接用胶粘剂经UV（紫外线）照射接强度和生产成本等因素，设计侧窗粘接接缝宽度后，极易产生老化现象。因此，必须对粘接接头进行为10～17mm时较适宜。密封处理。根据侧窗安装的设计结构要求，可对

7、其进行如图2所示的内、外双重密封。2.2侧窗的粘接强度2.2.1静止状态下的受力分析侧窗玻璃对于用PU弹性胶粘剂粘接的侧窗而言，对粘陶瓷印边接接头起破坏作用的力主要是侧窗作用于胶层上内部密封胶的剪切力和拉伸力。静止状态下，PU胶粘剂所受的粘接胶破坏力主要为侧窗自重引起的剪切力（Fshear1），其计填缝胶算公式如式（1）所示。Fshear1=mg（1）图2侧窗粘接密封结构示意图式中：m为侧窗自身质量（kg），取值为73.4kg；g为Fig.2Sketchofbonding-sealstructureofsidewind

8、ow重力加速度（m/s2），取值为9.8m/s2；F为侧窗自重shear12.1.2粘接接头的粘接厚度设计引起的剪切力（N）。图3为Sika公司提供的粘接厚度与玻璃尺寸2.2.2行驶状态下的受力分析的关系曲线（粘接强度符合设计要求）。由图3可知：列车行驶过程中会受到多种力的作用，而紧急侧窗粘接接头的最小粘接厚度为5mm。这是由于若