樊振东巴黎奥运男单夺冠！打得好的乒乓球拍各层粘结强度怎么测试？

8月4日晚，巴黎奥运会乒乓球男单决赛，樊振东4:1击败瑞典选手特鲁斯·莫雷高德，夺得个人首枚奥运男单金牌，成为包揽世界杯、世乒赛、奥运会单打冠军的大满贯选手。

在本届奥运会的前五场比赛里，樊振东一路过关斩将，四分之一决赛中以4:3惊险逆转日本选手张本智和后，半决赛中轻取东道主选手菲利克斯·勒布伦。莫雷高德则是本届赛事的最大“黑马”，在32强赛中以4:2战胜王楚钦。2021年，莫雷高德曾在休斯敦世乒赛决赛中负于樊振东，获得男单银牌。

但为成绩自豪的同时，大家有没有注意过乒乓球比赛的细节呢？比如：小小的乒乓球，是如何拥有巨大力量的呢？为什么赛前裁判要特地检查比赛双方的球拍？大家为什么要自带球拍，每个人的球拍不一样吗？

《GB/T 23115-2008乒乓球拍》就是我国乒乓球拍所执行的最新国家标准，由中国轻工业联合会发布，归口于全国文具运动器材标准化技术委员会的国家标准。该标准于2008年12月30日发布，并于2009年9月1日实施。

标准文件中规定了球拍的外观质量、尺寸偏差和粘合强度等要求，确保每一把乒乓球拍都能达到高品质的标准。乒乓球拍用的海绵是一种发泡橡胶，粘贴在底板和胶皮之间，因此，球拍的稳定性、弹性和耐用性与对各层间的粘结强度密不可分。

 (1)剪切。外力大小相等、方向相反，基本与粘接面平行，并均匀分布在整个粘接面上。

(2)拉伸。亦称均匀扯离，受到方向相反拉力的作用，垂直于粘接面，并均匀分布在整个粘接面上。

(3)不均匀扯离。也叫劈裂，外力作用的方向虽然也垂直于粘接面，但是分布不均匀。

(4)剥离。外力作用的方向与粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一条直线上上述4种力，在同一胶粘体系中很有可能有几种力同时存在，只是何者为主的问题。

根据粘接接头受力情况不同，粘接强度具体可分为剪切强度、拉伸强度、剥离强度、不均匀扯离强度、压缩强度、冲击强度、弯曲强度、扭曲强度、疲劳强度、蠕变强度等。对热熔胶来说，主要是测定前三类粘接强度。

1剪切强度

剪切强度也叫抗剪强度，指粘接件破坏时，单位粘结面积所能承受的平行于粘接表面的最大载荷。剪切强度按测试时的受力方式又分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切等。

剪切的接头形式又可分为单搭接、双斜平接、双平接、斜接、单斜搭接剪切形式等。

通常给出的剪切强度数据都是单搭接拉伸剪切强度。压缩剪切多用于较厚材料粘接测定。扭转剪切只发生完全剪切，而无扯离，受试样大小和胶层厚度的影响很小，比拉伸剪切和压缩剪切优越的多，宜用于代替螺接和螺栓固定的强度测定。

剪切强度受被粘物性质和厚度、胶黏剂性能和胶层厚度、搭接长度、测试条件等影响。一般来说，被粘物的弹性模量越大、试样越厚，剪切强度就越高。例如粘接合金铝的剪切强度就比钢低。剪切强度随被粘物厚度的增加而提高。

不同性能的胶黏剂，剪切强度亦不同，在一般情况下，韧性胶黏剂比柔性胶黏剂的剪切强度大。大量测试表明，胶层厚度越薄，剪切强度越高。

已经确定，剪切强度与搭接宽度无关，增加搭接宽度仅仅是提高承载能力，但剪切强度随搭接长度的增加而降低。

测试条件影响最大的是环境温度和试验速度，随着温度升高剪切强度下降，随着试验速度的减慢剪切强度降低，这说明温度和速度具有等效关系，即提高测试温度相当于降低加载速度。

2拉伸强度

拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度，是指粘结件受力破坏时，单位面积所承受的使试样拉伸至断裂时的最大拉伸应力。

因为拉伸比剪切受力均匀的多，所以一般胶黏剂的拉伸强度都比剪切强度高很多。在实际测定时，试件在外力作用下，由于胶黏剂的变形比被粘物大，加之外力作用的不同轴性，很可能产生剪切，也会有横向压缩，因此在扯断时就不可能出现同时断裂。若能增加试样的长度和减小粘接面积，便可降低扯断时剥离的影响，使应力作用的更加均匀。弹性模量、胶层厚度、试验温度和加载速度对拉升强度的影响基本与剪切强度相似。

3剥离强度

剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离时单位宽度所能承受的最大载荷，是衡量线受力能力的。剥离形式多种多样，一般可分为L型剥离、U型剥离、T型剥离和曲面剥离。

随着剥离角度的改变，剥离形式也发生变化。当剥离角小于或等于90°时为L型剥离，大于90°或等于180°时为U型剥离。这两种形式适合刚性材料和挠性材料粘接的剥离。T型剥离用于两种挠性材料之间的剥离。

剥离强度受试件宽度和厚度、胶层厚度、剥离速度、剥离角度等因素的影响。金属试件的宽度对剥离强度无影响，而挠性材料则不同。例如橡胶伸长变形比较大，相当于剥离界面处的宽度减小，会引起边缘应力集中，而使得剥离强度降低。为了避免这种影响可将橡胶衬布，试验测的衬布比不衬布测得的剥离强度要高，在橡胶薄的试件中表现更为明显，这是因为橡胶衬布者，伸长变形减小，有效剥离宽度较大，剥离界面的分布比较均匀。所以衬布能够比较准确的反映剥离强度的真实结果。剥离强度随试件厚度的增加而提高，但厚度增加到一定程度之后便开始下降。

剥离强度随胶层的厚度增加而降低，其原因是胶层厚，伸长变形大，易引起应力集中，胶层厚产生的缺陷会增多，内应力也大。

在一定的拉伸速度范围内，剥离速度对金属与金属粘接的剥离影响不大，而橡胶与金属粘接的剥离强度则随剥离速度的增大而提高。

一般剥离强度随剥离角的增大而下降，180°时最小。但也有人认为，随剥离角增大，剥离强度由大减小，此后又增大，最小值位于90°剥离角附近。当剥离角为零时则由剥离转变为剪切。

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