《International Journal of Adhesion and Adhesives》：Influence of the load type (tension, shear or tension-shear) on the creep behaviour of an adhesive joint using Arcan test
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•使用Arcan试验分析了粘接接头的蠕变行为•在不同载荷情况、载荷水平和温度下进行了实验研究•采用非线性方法对蠕变行为进行了建模•证明了不能使用各向同性方法对蠕变进行建模。引言在土木工程应用领域，结构胶粘接技术越来越多地用于现有钢结构的外部加固[1]以及胶粘接头连接件[2]。
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使用Arcan试验分析了粘接接头的蠕变行为
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在不同载荷情况、载荷水平和温度下进行了实验研究
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采用非线性方法对蠕变行为进行了建模
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证明了不能使用各向同性方法对蠕变进行建模。
引言
在土木工程应用领域，结构胶粘接技术越来越多地用于现有钢结构的外部加固[1]以及胶粘接头连接件[2]。该技术确实具有多项优势，包括在现场实施简便且约束条件最少（特别是无需冷加工）以及保持钢结构部件的结构完整性（避免钻孔或焊接）。然而，对于此类装配技术的耐久性仍存在一些担忧。就耐久性而言，在进行结构粘接接头工作时，需要提出两个主要问题：环境耐久性，例如水分对接头性能的影响；以及机械耐久性，例如蠕变或疲劳。
本研究侧重于结构粘接接头的蠕变，特别关注如何改善对不同载荷模式如何影响蠕变行为和最终使用寿命的理解。现有文献大多仅针对粘合剂本身在拉伸或剪切载荷下进行蠕变研究[3]、[4]、[5]。然而，众所周知，对于薄粘合层，结构接头的行为可能与聚合物的行为非常不同，因为受界面层的影响很大，尤其是在本研究考虑的薄粘合层情况下[6]。为了考虑这种界面层效应，一些作者对单搭接或双搭接接头[6]、[7]、[8]或端部切口弯曲试验[9]开展了一些研究。尽管这些几何形状代表了真实装配件，但它们引起沿粘接面强烈不均匀的复杂多轴应力状态。这可能阻碍了对退化机制的良好理解以及蠕变中各应力分量的作用。为了克服这些问题，一些作者提出了基于粘接对接接头的使用进行研究[10]。然而，所获得的结果取决于样品的几何精度，且所开发的装置不适合耦合载荷状态分析（剪切和法向应力）。
为了克服这些局限，作者开发了一套适应于研究Arcan试样的实验蠕变装置，如[11]中所推荐。该装置的详细描述见[12]。它允许在拉伸和剪切下甚至在不同载荷水平下进行混合模式拉剪组合下研究粘接接头。然而，应注意Arcan试验可能不能完全代表接头在实际应用中经历的条件。尽管如此，当遵循精确的试样制备程序时，Arcan几何形状允许在粘接面上获得几乎均匀的应力分布，从而避免测试期间的局部奇异性并便于结果的解释。所开发的装置提供了关于接头蠕变行为及其使用寿命的见解。
蠕变行为通常由三个不同的阶段组成：初级阶段，蠕变应变非线性增加；第二阶段，蠕变应变以低速率在对数时间上线性增加；第三阶段，蠕变增加直至失效[13]。因此，蠕变研究提供了多个可分析的结果以更好地理解蠕变：失效时间和蠕变应变随时间的变化。
本文呈现了针对粘连接头中常见的结构粘接接头（如粘接紧固件中通常遇到的）的一些蠕变实验和建模研究结果，以更好地理解载荷类型对蠕变的作用[2]。第一部分专门介绍所研究的粘接接头、所用蠕变装置、研究温度影响的方法以及基于Burger模型（已针对前两个蠕变阶段进行了改编）的蠕变行为识别方法。第二部分将展开所获得的实验结果。首先将分析载荷水平对不同研究的载荷类型（拉伸、剪切和拉剪）下蠕变行为的影响，然后分析温度的影响。最后，最后一部分将专注于对所选蠕变模型识别参数的分析。所获得的结果表明，对于所研究的情况和混合载荷，蠕变主要受拉伸行为影响。此外，对于所研究的情况，证明了不能使用线性和各向同性假设对蠕变进行建模。
章节摘要
试样
该试样是Arcan试验特有的。它由两个通过中心粘合层连接的钢基板组成，如图1所示。钢基板的尺寸见[12]。粘接面积是9.54×25.4 mm2。粘合厚度由试样设计决定。所研究的粘合剂是一种丙烯酸粘合剂（Adekit A310-1）。在研究中，试样的粘合厚度为0.2 mm。试样每个部分钻孔四个孔，
实验结果
进行了初步的准静态失效试验以确定粘接接头的单调极限承载能力。对于每种载荷情况，试验至少重复三次。试验在20°C下进行。表2给出了每种载荷情况下的平均应力。平均极限承载能力分别记为Tult、Sult和TSult，分别对应拉伸、剪切和拉剪。可以看出，Tult、Sult和TSult是接近的。对于所研究的
所得蠕变模型参数
图10将拉伸试验中60% Tult条件下的实验蠕变位移与使用Burger模型确定的蠕变位移进行了比较，其中参数是使用所呈现的识别方法确定的。可以观察到两条曲线之间直到次级阶段结束具有良好的相关性。也对其余试验进行了比较，每个试验的结论相似。
结论
本文呈现了在代表结构粘接接头的试样上进行的实验蠕变研究结果，即Arcan试样承受不同的载荷类型（拉伸、剪切或拉剪）、不同的载荷水平和不同的温度。必须强调，在高载荷水平下获得了较高的实验结果离散性。这可能与所选粘合剂或几何形状或监测设备有关，且
CRediT作者贡献声明
西尔万·夏蒂涅： 写作–审阅与编辑、监督、资源、项目管理、方法学、调查、经费获取。罗曼·克勒希卡德克： 写作–审阅与编辑、验证、监督、资源、方法学、经费获取。玛丽-奥黛特·奎梅雷： 写作–审阅与编辑、验证、监督、经费获取。让-菲利普·库尔： 写作–审阅与编辑、监督、资源、项目管理、经费获取。玛尔特·卢瓦索：
利益冲突声明
? 作者声明以下财务利益/个人关系，可能被视为潜在的利益冲突：玛尔特·卢瓦索报告了财务支持由ColdPad和AID提供。如有其他作者，他们声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报道的工作。
致谢
本研究得到了国防创新局（AID）和Cold Pad公司的财务支持。
玛尔特·卢瓦索|西尔万·夏蒂涅|罗曼·克勒希卡德克|玛丽-奥黛特·奎梅雷|让-菲利普·库尔
