碳纤维复合管-铝合金胶接接头拉伸性能研究

发布时间：2025-03-19 22:22

　　 以直径为80 mm,壁厚为1 mm的碳纤维复合管-Al合金胶接接头为研究对象,通过整体拉伸试验比较了不同胶接长度、胶层厚度、外加紧固件对接头破坏载荷的影响。结果表明:胶接面的破坏载荷随着胶接长度的增大先增大后减小,随着胶层厚度的增大而降低。随着胶接长度和厚度的增加,胶接面由复合材料分层破坏和部分胶层的剪切破坏转向胶接界面剥离破坏。在胶接面上施加紧固件能够抵消部分附加弯矩引起的剥离应力,从而提高接头的破坏载荷。胶接长度为100 mm,胶层厚度为0.01 mm～0.02 mm,施加三条非均布紧固件的胶接面能够承受最大为255 kN的破坏载荷。

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图1 胶接长度对破坏载荷的影响

增大胶接长度是提高接头整体承载性能的有效方法。从图1可以看出:随着胶接长度由60mm增大至140mm,接头的破坏载荷先增大然后减小,破坏载荷在100mm长度处达到最大值。搭接长度的增大使得胶层承载面积增大,提高了胶接面抗破坏的载荷。但是较长的胶接长度也更容易使胶接部位出现胶....

图2 不同胶接长度的胶接面破坏

图2为不同胶接长度的胶接面破坏。从图上可以看出,当胶接长度较短时,接头的失效为胶层的粘附破坏,在接头表面没有出现纤维撕裂的迹象。随着胶接长度的增加,胶接面除了有胶层的粘附破坏,还出现了复合材料的分层破坏,并在胶接面内以基体开裂的形式沿45°纤维铺层方向扩展。接头继续加长,在接头端....

图3 胶层厚度对破坏载荷的影响

图3为胶接接头的胶层厚度与破坏载荷的关系。由图可以看出:随着胶层厚度的增加,胶接面所能承受的破坏载荷趋于变小。当胶层厚度在0.1mm～0.2mm范围内,胶层承受的破坏载荷变化不大,但是胶层厚度增大到0.25mm～0.3mm时,胶接面所承受的破坏载荷急剧下降,大约为前者的4....

图4 不同厚度胶层的胶接面破坏

胶层厚度的增加造成破坏载荷下降的原因可以由图4看出。研究破坏后的胶接面发现:胶接厚度不同,胶接面的破坏机理也不相同。当胶层厚度为0.1mm～0.2mm时,由于胶层较薄,缺陷引起的破坏较小,胶接面的失效形式主要为胶接区的复合材料分层破坏和部分胶层的剪切破坏。当胶层厚度为0.25....

本文编号：4036940