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粘接技术在有轨电车上的应用 　　摘 要：随着国内有轨电车项目的日益发展，粘接技术在轨道车辆上的应用越来越广泛，从最初的密封功能到现在的结构粘接，粘接技术已经成为轨道车辆设计的新技术。此文章从粘接的形成和优缺点，以及受力对粘接设计的影响方面分进行了分析阐述，提出了粘接结构在车辆上的设计时，胶层理论厚度确定的方法，为结构设计时提供参考。 　　关键词：有轨电车；粘接；粘接的形成；受力分析 　　1 前言 　　有轨电车以其灵活方便、适应性强、建设周期短、单位综合造价和运营成本较低等优势，在国外各类城市得到广泛应用。近年来，国内有相当多的城市在筹备建设有轨电车系统。在大城市，有轨电车可作为地铁骨干网络的补充、加密线路；而在中小城市，有轨电车可作为骨干公共交通系统和旅游观光特色线路。有轨电车系统是继地铁之后，又一呼声很高的轨道交通系统之一。 　　随着国内有轨电车项目的日益发展，胶粘剂的使用变得越来越重要，越来越多的部位开始使用胶粘剂来代替传统的连接方式，胶粘剂具有粘接、密封、隔热、降噪、减震、结构连接等功能使用于有轨电车。 　　2 粘接的形成 　　胶粘剂之所以能够与物体牢牢地粘接在一起，是由被粘接件和胶粘剂之间的粘附力以及粘接剂和被粘接件自身的内聚力共同作用实现的。对于粘附力和内聚力，除由机械力、范德华力的作用外，主要原因是在高分子复合材料的分子中，含有氧、碳、氢及其他一些“杂原子”和“π”键，它们总有一个或几个未共用电子对，而被粘接的物体轨道上总有空轨道。它们与胶粘剂中的电子能形成配位键，配位键也是一种特殊的化学键，具有强度高的特点，其粘接力特别强。再者就是许多构成胶粘剂的高分子化合物的分子都是链状的，这些小链子互相缠绕在一起，难解难分，从而完成彼此间的粘接。许多胶粘剂通常都是几种粘合因素同时起作用而形成粘接的。 　　3 粘接部位受力分析 　　对于轨道车辆而言，根据安全要求将粘接等级分为A1、A2、A3及A4等级[1]。对于轨道车辆的结构粘接设计而言，更注重胶粘等级A1、A2受到外力时的变化。下面将从受到拉伸力和剪切力两个方面进行分析说明。 　　3.1 受到拉伸力作用 　　胶粘剂在受到拉伸力作用下，会出现变形行为。对于初始长度为l，横截面A的样件，当施加承受力F，力F垂直作用于截面A（拉伸载荷）时，样件受到拉伸应力 σ，σ=F/A，受力后长度绝对变化值Δl，长度的相对变化值（应变）ε， 则ε=Δl/l。在材料的屈服点（弹性极限）之下的区域，拉伸应变与拉伸应力σ成正比， ε=σ/E， E是给定材料的弹性模量，是定值。 　　3.2 受到剪切力作用 　　胶粘剂在受到剪切力作用下，会出现角度位移。对于长方体底面A，高度为d的样件，作用力 F平行于面A（剪切载荷），则样件受到的剪切应力τ=F/A。产生的绝对长度变化为a，相对长度变化γ（剪切应变），则tanγ=a/d。在材料屈服点（弹性极限）以下的区域，剪切应变与剪切应力成正比，在此区域，tanγ=τ/G。 G为给定材料的剪切模量，是定值。 　　3.3 胶层厚度的确定 　　在设计中，胶层的最小厚度的设计受到温度的影响。如将零件1粘接到相同尺寸大小的零件2上，施胶的温度区间为T1～T2，粘接好后的使用温度是T3～T4。 　　在矩形粘接件的对角线方向上的l最大，温度变化后，在对角线方向上产生的位移也最大。 根据变形量计算公式，Δl=ε*l=α*ΔT* l，可计算出在对角线方向上产生的变形量。两种不同材质的被粘接件在对角线产生的变形差值就是所选择的胶粘剂承受的变形量。根据上述胶层厚度与变形量的公式tanγ=a/b，其中a为变形量，b为胶层厚度。知道了胶粘剂的最大剪切变形tanγ，根据上述公式，就可计算出需要的理论胶层厚度。考虑到生产中的其他因素影响，可在理论厚度的基础上增加一定的安全余量。 　　4 在轨道车辆上的应用 　　有轨电车上的粘接技术应用十分广泛，主要用于车体结构的粘接、车窗结构的粘接和车体结构的密封以及内饰件的制造，如：铝蜂窝结构的广泛使用等。 　　4.1 车体结构的粘接 　　粘接结构用于粘接墙板结构与车体骨架。在车辆运行中，此部位的粘接结构会受到沿车辆运行方向和向下的剪切力以及两车交会时的压缩力，其合力是胶粘剂受到的剪切力。知道了胶粘剂的相关参数，通过上述公式可以初步确定胶层的厚度。此粘接结构已经成功应用于沈阳浑南有轨电车项目的设计中，并在车辆运行中得到验证。 　　4.2 车窗结构的粘接 　　现在的有轨电车上的车窗部位很多都是用粘接结构，此处的胶粘剂往往既起到密封作用又具有结构粘接作用。 　　4.3 环境及粘接要求 　　DIN6701粘接体系目前在国内正式引入，有轨电车粘接过程中提出如下要求： 　　（1）粘接剂所允许的温度是15℃～30