（正式版）DB13∕T 5128.2-2019 《轨道车辆和轨道车辆部件的粘接 第2部分：粘接接头设计和验证指南》

DB13河北省市场监督管理局发布I本标准按照GB/T1.1-2009给本部分为DB13/T5128的第2部分，参考DIN6701-3：2015《轨道车辆和轨道车辆部件的粘接第3——对DIN6701-3：2015中引用的国际标准（ISO），欧洲标准（EN）和德国标准），本标准主要起草人：范乐天、马纪军、王力、闫1轨道车辆和轨道车辆部件的粘接第2部分：粘接接头设计和验证指南本部分规定了轨道车辆和轨道车辆部件制造及维修时金属或非金属材料粘接设计、计算本部分适用于轨道车辆和轨道车辆部件制造和维修的粘接接头设计和验证。本部分是在下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注GB/T528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T1040.2塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件GB/T1040.3塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件GB/T3359数据的统计处理和解释统计容忍区间的GB/T7124胶粘剂拉伸剪切强度的测定（刚GB/T16997胶粘剂主要破坏类型的表GB/T24176金属材料疲劳试验数据统计方案与分析方法DB13/T5128.1轨道车辆和轨道车辆部件的粘接第1部分:基本概念和制造DIN54457结构胶粘剂粘接接头试验割胶剥离试验（Structuraladhesives-TestingEN1465胶粘剂刚性对刚性材料拉伸搭接剪切强度的测定(Klebstoffe—BestimmungderZugscherfestigkeitvonÜberlappungsklebEN12663-1:2010+A1:2014铁路应用－轨道车辆车体的结构要求第1部分：机车和客车requirementsforrailwayvehiclebUIC566客车车体及其构件的载荷（Loadings24粘接接头的等级划分4.1概述轨道车辆及其零部件的粘接接头按照安全要求划分为等级A1至A3，没有安全要求的粘接接头为Z粘接接头的等级划分是由设计人员根据该接头潜在的、自发的、或者其他原因可能造成的设计、制造和维修的文件资料中应明确对等级A1至A3和Z级的粘接接头设计人员负责划分等级并写入图纸，粘划分等级A1至A3的依据需要说明并且保留相关记录。如果在文件中仅标出某一个等级，则4.2等级划分概述低安全要求的轨道车辆和轨道车辆零部Z无安全要求的轨道车辆和轨道车辆零部每个粘接接头都应符合专门的要求，粘接接头的载荷可从这些要求中推导出来，描述要求3载荷可能但不限于从以下几方面获得，有限元分析、UIC566、EN12663系列标准和实际测得的载荷、制造商以及用户的有文件证明的经验。载荷包括静态蠕变载荷和静态张弛动载荷、动态载荷、介质和微生物载荷以及热和光化学载荷及其有关要求清单应具有合理的性价比，包含统计学上合理的与设计寿命有关的载荷的性质、强确定载荷的数据和描述粘接接头的要求时制作一份要求清单，要求的范围应与粘接接头的主要表现为超弹性并有较高的断裂伸长率，使用温度在玻璃化温度以上；高模量的胶粘剂（通常为热固性或者热塑性）在准静态载荷下（根据GB/T1040.1,GB/一般使用低模量的弹性胶粘剂。如果要传递较高的载荷，一般使用高模量设计组件和部件粘接接头时，需要明确粘接材料，基材的表面状态和质量要求，试验验证根据粘接接头等级确定(见表1和表2)。原则上验证可以通过四种途径来进行:a)计算粘接接头的应力和应变并与许用应力和应变比较；b)在与实际运用相关的条件下通过部件检验(例如结构断面)对粘接接头进行检验，以便查明子）；4文件资料：实验记录和试验报告安全需求分析确定等级载荷车辆运行负荷和极特殊的荷载设计情况(UIC566标准、DINEN12663标准、总体要求等)试验的选择确认所有有关荷载设计情况下的粘接接头负荷，寻找符合设计规定荷载设计情况(载荷的额定值)文件资料可能的结构件和部件试验验证文件资料：实验记录和试验报告安全需求分析确定等级载荷车辆运行负荷和极特殊的荷载设计情况(UIC566标准、DINEN12663标准、总体要求等)试验的选择确认所有有关荷载设计情况下的粘接接头负荷，寻找符合设计规定荷载设计情况(载荷的额定值)文件资料可能的结构件和部件试验验证胶粘剂性能和表面：计算用的模量，泊松比和应力应变曲线在基材表面的粘附证明与车辆运行有关的条件下（符合总体要求的）粘接接头载荷承受能力准静态粘接强度断裂延伸率蠕变特性振动特性碰撞载荷下的特性湿度/温度/介质„„文件资料:试验记录和试验报告确定粘接坡口的尺寸(粘接坡口的宽度和厚度、接缝配偶件的特殊刚性)载荷<载荷承受能力文件资料:试验记录和试验报告确定粘接坡口的尺寸(粘接坡口的宽度和厚度、接缝配偶件的特殊刚性)载荷<载荷承受能力强度衰减的验证允许承受的载荷值文件资料文件资料文件资料抽样分析:要求的设计值在生产中的可实现性符合第4章所述各等级粘接接头的设计验证用文件包括:5——粘接技术试验和批准的图纸、零部件清单或可比较的设计资料；——符合现有技术水平的计算报告或结构件试验报告、一致性证明。结构计算要借助于数值分析方法或有限元分析来进行，应采用与有关的应用计算方法和计算结果应易于理解和确认。为此可以使用简单的试样或与结构件类似的试样进行者对比计算。同时待设计粘接接头具有类似应力应变曲线和类似几何结构的试样也适用上述情况许用应力、应变的计算是确定应力的一种方式。力作用在胶粘剂上，最终的位移与胶随着胶粘剂刚度(杨氏模量)的不断增加，单搭接接头端部接接头的设计。对搭接接头的部件有多重计算精确计算粘接接头内的载荷。对于厚层超弹性粘接接头，一般使用弹簧元，此时的弹性常数与所用材料模型和有限元网格的准确性应通过适当的控制和比较计算（例如单元计算，计算载荷承受能力通过考察机械载荷、热载荷和介质载荷作用下的粘接接头性能来确定。材接头的抗老化性能与它们所经历的工况有关，其中最不利的车辆运行条件和载荷持续时间对载荷能力的验证起决定性作用。确定粘接接头的载荷承受能力应结合使用情况可从下述几种确定载——在长时间静态载荷和固定载荷情况下蠕变变形造成的断裂；——快速施加变形然后静态变形后的张弛变形造成的断裂；环境和车辆运行条件影响粘接接头失效的性能。不允许把高强度胶粘剂的塑性变形用作结6对低强度弹性体胶粘剂可以通过DIN54457所规定的剥离试验(必要时要经过老化试验)来进行粘附性检验。但是剥离试验仅能够提供初步的粘附性证明，不能用于获得用于确定粘强度参数，应采用其它方法来确定这些参数(对于高强度胶粘剂，粘附性试验在粘接强度试验时验证(见8.4复合特征值应基于胶粘剂和基材表面的载荷条件(例如湿度、温度、介质影响合。确定粘接接头载荷承受能力的试样原则上应使用符合本系列标准第3部分所描述的工艺及表面与实际应用一致。如果发生内聚失效，则失效条件取决于胶粘剂。在这种情况下使用待粘进行试验所获得的复合特征值，可以应用于条件、要求、应力或应变情况相似并且也发生了内聚可能有不同的破坏机理。如果没有特殊规定，无论对于未处理还是老化处理后的样件，发生上的内聚破坏占比不小于95%(见GB/T16997)，也就是说发生在胶粘剂和表面之间的粘许占比5%。如果内聚破坏比例小于95%，则应进行附加的试验(例如与老化、断裂模用较高强度的胶粘剂在诸如底漆和油漆一类的表面涂层上进行粘接时,失效模式应为发生在表面纤维复合材料的粘接接头应设计为在胶层上或粘接件上在确定粘接接头尺寸或验证时须考虑经过修理的粘接接准静态粘接强度试验适用附录D.3.3所述低强度弹性体胶粘剂和附录D.4.2所述较高测试，测定结果应包含不同温度下和介质处理后的粘接强度。对低强度弹性体胶粘剂可以参照8.4.28.4.3.2蠕变性能、蠕变极限、张弛和断裂延伸率变延伸率应小于蠕变或张弛断裂延伸率(b)。测量蠕变特征的说明见附录D.3.6和附录粘接接头的振动允许负荷取决于接合件材料、表面涂层、胶粘剂和使用条件。特别是应考应力影响(蠕变倾斜)。关于测量振动特性的说明见附录D.3.7和附录D.7除了温度之外，胶粘剂和接合件材料的机械特性还取决于延头性能特性要求测量相对延伸速度下的接合件在这些情况下应针对有关的荷载设计情况至少检验至负荷额定值。可选择使用与结构件类样。对这些试样应确保粘接接头的负荷与结构件上的负荷相平1−α=95%来确定特征值。预计概率不小于95%。对A2等级应用置信水平1−α=95%和预计在与用途有关的条件下(见8.4.3)将允许的应力和应变确定为可能负荷的特征值(附录D可以在适用的比较应力或比较应变方案中来说明允许的应力和应变。在计算局部负荷在确定粘接接头的尺寸时要确定粘接面和粘接层厚度。通过测量粘接面和粘接层厚度来确剂的应力和应变。胶粘剂性能、接合件厚度和刚度以及粘接接头的载荷加载方式和几何形状为了确定制造对允许的参数的影响应在与生产条件等效下制作和试验所使用的一次不小于规定的(例如未老化状态下的)允许值(见表2中项目编号14)。也可以从结构件上来确定试样形维修时在采用胶粘剂替代物的情况下这一点适用。在按照制造商规定进行与图纸9粘接接头验证下表2概述了等级A1至A3所要实施的措施，对于等级Z应进行有文件依8对所要实施的措施的详细程度要通过有关的用途要XXXXXXXXDDDDDDDDD在与经验相比较的情况下根据现有技术水平或结构件试验或无损坏证明来进行计DDDDDDD准确分析总体要求中所述各种荷载设计情况、识别其有关的组合、确定标有尺寸DDD在所要求的介质负荷和热负荷下的胶粘剂性能和粘合强度(8.4.9123(资料性附录)粘接接头设计要求清单1.本文件描述了风挡粘接接头的设计技术要2.要求清单编制宜简单易用，对于某个要求，如果内容较多，可以专门编制技术规紧固螺栓本接头的主要功能为密封，即风挡玻璃安装后，在其周圈涂打密封聚氨酯断裂延伸率高温剪切强度-25℃~+40℃述述„„„„），）；334-将窗框粘接在车体上的胶粘剂主剂，如弹性聚氨酯胶；5-密封填充窗框与车体间凹槽的胶粘剂主剂，如弹性聚氨酯胶；6-胶粘剂辅助材料1,如固化促进剂；7-胶粘剂辅助材料2,如去除剂；a,b一般完全表示出基材表面使用的胶粘剂辅助材料，单一粘接接头各基材表面使用的胶粘剂辅助材料相同时，允许简化表示。粘接质量标准按照DB13/T5128执行。基材1应通过验证性试验来确定所有有关载荷和影响情况下的粘接接头的载荷承受能力。在对试分析评价在证明文件资料中应采用常用的易于理解的统计方法。在设计验证性试验时应应根据车辆运行中出现的载荷组合来考虑介质载荷和机械载荷。应该使用组合载荷来检验受能力。如果没有足够的车辆运行经验，则首先可以通过抽样试验来实验性地确定最不利的车在轨道车辆制造中由荷载、加速度和行车线路影响造成的振动负荷组合以及由长期缓慢的温度波动影响和定期的清洗剂影响造成的应变变化决定粘接接头的几何样式和尺寸。为了从叠荷中确定(机械)载荷组合可以在总体要求中合理说明车辆运行工对于机械试验，试验速度应能够模仿应用中的实际载荷加载速度。在采用来自不同试验中与载荷承受能力有关参数定义为为特征值。这些特征值考虑到了作为粘接接头率的前提条件的测量值的不可靠性。根据GB/T3359-2009第5章可得出特征值(Rc)计算公 Rc=R-kmX（P，1-α,n）XR„„„„„„„„„„„„R--影响载荷承受能力的设计参数(例如:强度、屈服极限、断裂延伸 R--平均值；R--标准偏差。表D.1中引用了P=0.95，1-α=0.95时系数km的一些数值并列出了其适用的等级:23456789要在玻璃临界温度以上的使用温度范围内使用低强度胶粘剂。在准静态超弹性性并且在这些条件下有较高的断裂延伸率。在载荷长时间持续时胶粘剂会明显小于准静态试验中的延伸率时视载荷类型和应力状态的具体情况在发生张弛时可能出现失效。因在施加持续作用的固定静态负荷时会出现断裂延伸率高于快速施加载荷时的荷载下的蠕变断裂来说必须确定蠕变特征并且必须规定一个在运行时间内允许的D.3.2测定胶粘剂拉伸试样上的弹性模量、泊松比和应力应几何图形举例。试验必须以0.05s⁻¹的延伸速度ε进行。对试验速度v也可以用下述公式(D.2)计算。图D.1一符合DIN53504标准类型S2规定的试样(试样厚度d:2mm±0.5mm)对图D.1中给出的试样形状来说在平行的试样长度1c=25mm时会符合规定行程地出现一个D.3.3低强度胶粘剂粘接接头准静态粘接样宽度应在20mm和35mm之间。在图D.2中有几何图形举例。试验必须以γ0.1s¹的剪切速度来进在do=3mm的起始粘接层厚度时会出现一个18mm/min的试验速层厚度时试验速度为30mm/min。在试验期间试验速度是固十这时要在试验条件下、要在总体要求中所述最不利的车辆运行条件(一般高温度和高湿度)下试验按照如下方法进行：在3个月的时间内给试样施加固定的荷载并测量粘接件相互间的γ=JXτ„„„„„„„„„„„„„„„„（D.4）对超弹性或橡胶弹性的胶粘剂必须测量符合行程规定的韦勒疲劳曲线，因为这种负荷类型最勒疲劳曲线进行的统