內燃機車在不同的位置采用不同的膠粘劑進行粘接，例如在前窗玻璃位置采用聚氨酯或改性硅烷組分的彈性膠進行粘接，在鋁型材嵌入件位置采用環氧或丙烯酸組分的剛性膠進行粘接。在這些粘接結構的設計過程中需要對不同類型膠粘劑、不同粘接尺寸、不同基材表面形成的粘接接頭進行強度驗證。通常采用的驗證方式為制作相應的拉剪接頭，依據GB/T 7124測試其強度。

本文運用有限元仿真計算的方式，分別對聚氨酯彈性及環氧剛性膠形成的拉剪粘接接頭分析計算，模擬在不同基材材質組合條件下的粘接強度，并將仿真結果與實際檢測結果進行比對，二者結果一致性較強，對于批量化的粘接結構驗證工作有較大幫助。

2 粘接接頭的試驗檢測

2.1 材料選擇及測試矩陣

選擇軌道交通領域較為常用的典型膠粘劑作為測試驗證材料，其中聚氨酯膠A主要用于機車前窗、側窗及屏蔽門玻璃的粘接，環氧膠B主要用于玻璃鋼內飾嵌入件的粘接。所涉及的基材材質包括玻璃鋼基材、鋁基材、鋼基材。由于采用的玻璃鋼基材其鋪層結構主要采用機織布及短切毛氈，鋪貼時方向為隨機方向，因此將其按照各向同性材料來考慮。

3 粘接接頭的仿真計算

3.1 彈性膠的粘接計算結果

采用Ansys Workbench軟件對膠粘劑本體拉伸樣件進行建模及仿真，并將相應的計算結果與試驗檢測數據進行比對. 由于彈性膠的形變量大，采用傳統線彈性材料模型在模擬小變形數據時較為準確，對于大變形數據只能考慮采用其它材料模型，不同的材料模型對于仿真結果具有不同的影響。本文分別采用了Mooney-Rivlin模型、Ogden模型、Neo Hookean模型、Yeoh模型、線彈性模型進行模擬仿真，如下圖1所示

      下面是彈性膠的仿真及實驗結果對比圖，紅色虛線部分代表實驗結果，其他顏色曲線代表不同材料模型的仿真結果。通過比較可以發現，彈性膠可采用的材料模型有很多種，逸發粘接及復材研究院所開發針對彈性膠的核心材料模型及仿真手段，可以較好的得出與實際測試相一致的參數數據， 且針對不同的彈性膠開發了不同的材料模型，定制化的適應客戶的開發需求，仿真計算結果更有說服力。

左圖：某聚氨酯膠粘接玻璃鋼/鋁板，右圖：某聚氨酯膠粘接玻璃鋼/鋼板

       粘接接頭的力學仿真是一門技術活，專業的團隊做專業的事，逸發粘接及復材研究院經過多年行業積累，開發了《粘接接頭的設計計算和驗證》系列課程，滿足各行業日益增長的粘接設計需求，同時擁有CNAS認可的檢測實驗室，可出具權威第三方檢測報告，為客戶的產品質量保駕護航。

       逸發粘接及復材研究院是德國Fraunhofer  IFAM在中國的獨家戰略合作伙伴。在中國進行EN17460和DIN2304認證審核、項目支持和咨詢；開展Fraunhofer頒發證書的EAE歐洲粘接工程師、EAS歐洲粘接技師、EAB歐洲粘接操作員（歐洲粘接操作工）三個級別的粘接培訓和考試，以及復合材料設計Composite-D、制造Composite-M、維修Composite-R、和技師Composite-S的培訓和考試。另外還提供定制化粘接及復材應用相關的專題培訓課程。

       目前EAE歐洲粘接工程師培訓標準已由DVS-EWF3309、EWF517升級為 EWF662；EAS歐洲粘接技師培訓也由DVS-EWF3301、EWF516升級為 EWF662；EAB歐洲粘接操作員培訓依據由DVS 3305、EWF515變更為EWF 515 。