论述高速动车组车窗粘接强度校核方法

窦磊

摘 要：随着我国交通行业的发展以及人们出行量的增加，高速动车成为了人们出行的优选。高速动车组车窗粘结强度的质量关系到旅客与工作人员的安全，具有十分重要的影响，因此需要加强起粘结强度校核质量，掌握有效的校核方法。笔者简要分析了高速动车组车窗粘结工艺，并通过实例阐述了车窗粘结强度校核方法，以期为同行业人士提供参考与借鉴。

关键词：高速动车组;车窗;粘结工艺;粘结强度;校核方法

1 高速动车组车窗粘接工艺

高速动车组车窗的粘结工艺主要包括以下四种工艺流程：首先，对车窗玻璃进行清洁，对高速动车组车窗中的所有基材进行彻底清洁，确保没有灰尘影响粘结强度。打磨粘结位置，让车窗的粘结位置变得粗糙，以增加粘结强度，再次清洁，晾晒至少10分钟，但不超过120分钟;其次，利用活化剂对窗户框清洁增加表面能，晾晒至少20分钟，但不超过120分钟;再次，在高速动车组车窗粘结部位涂上底涂剂，并进行晾置处理，晾置时间应大于30分钟、小于120分钟。对于剩余的底涂剂应注意密封，以免风干或者起了化学反应，影响了下次使用;最后，对高速动车组车窗涂抹粘胶并装配。

为了确保车窗的外观美观，需要在车窗的一些不需要进行粘胶的部位都粘上胶带，可以确保粘胶部位视觉效果良好。当胶带粘贴完毕之后，就可以利用双组份胶泵打胶，对胶嘴进行处理，成为所需要的形状，之后沿着窗户框止口的边缘部位进行打胶。打胶的规格是，边缘部位宽度为5mm-14mm，高度一般为11mm-17mm，内侧窗框部位左右各留一个导水槽。当打胶及窗安装工作环节完成后，还要在窗户框下方使用垫块承重。

2 高速动车组车窗粘接强度校核方法

笔者针对某高速动车组车窗不同角度的粘结轻度校核方法进行了以下研究。在该强度校核的过程中利用0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的7组嵌接式铝合金胶接件（6005A），自制。采用WDW-100型微機控制电子万能试验机，长春科新试验仪器有限公司。该高速动车组车窗的铝合金基材，对该基材继续进行清理、活化，并在此过程后适当晾置。然后对高速动车组车窗进行试件粘结、固定、取件、固化、温度与时间控制、清洁余胶等工作流程。

结果如下：在常温情况下，当粘结角度为0°时，高速动车组车窗胶接件的强度为0MPa，破坏应力为7.51MPa;当粘结角度为15°时，高速动车组车窗胶接件的强度为1.96MPa，破坏应力为7.31MPa;当粘结角度为30°时，高速动车组车窗胶接件的强度为3.79MPa，破坏应力为6.56MPa;当粘结角度为45°时，高速动车组车窗胶接件的强度为5.46MPa，破坏应力为5.46MPa;当粘结角度为60°时，高速动车组车窗胶接件的强度为6.76MPa，破坏应力为3.91MPa;当粘结角度为75°时，高速动车组车窗胶接件的强度为6.57MPa，破坏应力为1.76MPa;当粘结角度为90°时，高速动车组车窗胶接件的强度为6.5MPa，破坏应力为0MPa。胶黏剂破坏应力包络线如图1所示。

由图1可知：折线上的各点与坐标原点连线的斜率值即为正剪比，包络线即为各种不同正剪比时胶粘剂的破坏应力集合;该包络线7组试验数据点分为6个三角形区域，三角形区域边线上对应的破坏应力值可通过相邻两组数据插值而得。

图1

3 粘接强度校核方法

①对高速动车组车体结构进行危险工况下的有限元仿真分析计算，在计算结果文件中提取出需要进行粘接强度校核的车窗粘接结构周边变形位移信息;

②建立该车窗粘接结构的局部细化模型，并将从高速动车组车体结构分析结果中提取的车窗粘接结构边界位移信息，赋于该车窗粘接结构的局部细化模型，并且提交计算，得到车窗粘接结构胶层的应力状态信息;

③在该车窗粘接结构的有限元模型中任意选取1个单元为例，利用图1所示的胶粘剂破坏应力包络线进行粘接强度校核。在车窗粘接结构局部细化模型的计算结果文件中，读取该单元的应力状态[应力状态由6个应力分量（σx、σy、σz、τyz、τzx、τxy）表示，x、y、z为有限元模型全局坐标系的坐标轴;

④利用弹性力学中的坐标转换，将该胶层单元的应力状态转化为σ与τ的组合形式。具体方法如下：假设该胶层单元粘接平面的外法线方向为n′，则其方向余弦分别为cos（n′，x）=l、cos（n′，y）=m和cos（n′，z）=n。定义该胶层单元在其粘接平面的全应力为p′（MPa），在坐标轴上的投影用p′x、p′y、p′z表示。

4 结语

综上所述可知，高速动车组车窗的粘结工艺与粘结强度校核方法，通过有效的粘结强度校核方法，有助于提升车窗粘结的质量，为高速动车组提供安全保障，具有重要的意义。

参考文献：

[1]谢静思，王新雷.动车组粘接技术培训探讨[J].工业技术与职业教育，2013（04）.