The goal of the study was to analyze fracture properties of adhesive bond using a three-point end-notched flexure test and the compliance-based beam method. Critical strain energy release rates ( G IIc ) and cohesive laws were obtained for adhesive bonds made of European beech ( Fagus sylvatica L . ) and adhesives such as EPI, MUF, PRF and PUR. The experiments were assisted with FE analyses employing three different material models of wood: elastic (Elas), symmetric elasto-plastic (EP) and elasto-plastic with different compressive and tensile yield stresses parallel to fiber (EP+). The highest mean G IIc was achieved for PUR (5.40 Nmm −1 ) and then decreased as follows: 2.33, 1.80, 1.59 Nmm −1 for MUF, EPI, and PRF, respectively. The failure of bondline was brittle and occurred at bondline for EPI, MUF and PRF, and ductile and commonly occurring in wood for PUR adhesive. The FE simulations employing cohesive models agreed well with the experimental findings for all adhesives. FE model with Elas material was found accurate enough for EPI, MUF and PRF adhesives. For PUR adhesive, the model EP+ was found to be the most accurate in prediction of maximal force. The impact of friction between lamellas may be up to 4.2% when varying friction coefficient from 0 to 1. The impact of the grain angle distortion ( α ) with respect to longitudinal specimen axis showed its high influence on resulting stiffness and maximal force. It was found that three-point end-notched test is suitable for EPI, MUF, and PRF, while it is less appropriate for a bond with PUR adhesive due to notable plastic behavior.

中文翻译：

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以模式 II 加载的木材粘合剂：使用弹塑性和断裂力学模型进行实验和数值分析

该研究的目的是使用三点端部缺口弯曲试验和基于柔量的梁方法分析粘合剂的断裂特性。获得了由欧洲山毛榉 (Fagus sylvatica L.) 和 EPI、MUF、PRF 和 PUR 等粘合剂制成的粘合剂的临界应变能释放率 (G IIc) 和内聚定律。使用三种不同的木材材料模型进行有限元分析辅助实验：弹性 (Elas)、对称弹塑性 (EP) 和具有平行于纤维的不同压缩和拉伸屈服应力的弹塑性 (EP+)。PUR 达到最高平均 G IIc (5.40 Nmm -1 )，然后降低如​​下：MUF、EPI 和 PRF 分别为 2.33、1.80、1.59 Nmm -1。EPI、MUF 和 PRF 的胶层断裂较脆，发生在胶层处，具有延展性，通常存在于木材中，用于 PUR 粘合剂。采用内聚模型的有限元模拟与所有粘合剂的实验结果非常吻合。对于 EPI、MUF 和 PRF 粘合剂，使用 Elas 材料的 FE 模型被发现足够准确。对于 PUR 粘合剂，发现模型 EP+ 在预测最大力方面最为准确。当摩擦系数从 0 变化到 1 时，薄片之间摩擦的影响可能高达 4.2%。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。采用内聚模型的有限元模拟与所有粘合剂的实验结果非常吻合。使用 Elas 材料的 FE 模型被发现对于 EPI、MUF 和 PRF 粘合剂足够准确。对于 PUR 粘合剂，发现模型 EP+ 在预测最大力方面最为准确。当摩擦系数从 0 变化到 1 时，薄片之间摩擦的影响可能高达 4.2%。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。采用内聚模型的有限元模拟与所有粘合剂的实验结果非常吻合。对于 EPI、MUF 和 PRF 粘合剂，使用 Elas 材料的 FE 模型被发现足够准确。对于 PUR 粘合剂，发现模型 EP+ 在预测最大力方面最为准确。当摩擦系数从 0 变化到 1 时，薄片之间摩擦的影响可能高达 4.2%。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。MUF 和 PRF 粘合剂。对于 PUR 粘合剂，发现模型 EP+ 在预测最大力方面最为准确。当摩擦系数从 0 变化到 1 时，薄片之间摩擦的影响可能高达 4.2%。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。MUF 和 PRF 粘合剂。对于 PUR 粘合剂，发现模型 EP+ 在预测最大力方面最为准确。当摩擦系数从 0 变化到 1 时，薄片之间摩擦的影响可能高达 4.2%。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。晶粒角度畸变 (α) 相对于纵向试样轴的影响表明其对所得刚度和最大力的影响很大。发现三点端部缺口测试适用于 EPI、MUF 和 PRF，而由于显着的塑性行为，它不太适合与 PUR 粘合剂的粘合。