CFRP/铝合金胶铆混合连接力学性能及疲劳强度分析

发布时间：2021-07-20 23:48

　　工业化的发展使得我国环境问题日益严峻,能源危机日趋紧张,轻量化成为推动工业化持续健康发展的重要手段之一。近年来,铝合金等轻质材料带动了工业上“以铝代钢”的热潮,在汽车、能源化工、建筑等行业应用广泛。与此同时,随着材料科学的发展,碳纤维增强复合材料（CFRP）以其质轻、高强、抗疲劳等优势,在工业发展中崭露头角,成为航空航天、汽车船舶等领域主导材料之一。因此在多种轻质材料共存背景下,必将会产生新型CFRP材料与传统铝合金等轻质材料安全可靠连接问题。近年来,随着MMD多材料设计思想的引进,异质材料轻量化设计也成为研究的一个热门话题。本文通过总结分析近年来国内外研究学者对机械连接技术的研究成果及相关理论方法,提出CFRP/铝合金异质材料胶铆混合连接方法。首先,通过有限元仿真分析和拉伸剪切试验,对CFRP/铝合金异质材料胶接、铆接和胶铆混合连接结构力学性能进行分析探究;然后,运用ANSYS n Code软件对异质材料在不同连接方式下结构件的疲劳损伤进行分析,对结构件的疲劳损伤寿命进行估算,通过对比分析全面解读异质材料胶铆混合连接力学性能;最后,以CFRP/铝合金胶铆混合连接结构件为研究对象,对影... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1层合板坐标图

西安电子科技大学硕士学位论文力学性能分析接接头内聚力本构关系效破坏过程包括弹性变形、出现裂纹、裂纹扩学理论，通常将胶接接头模型简化为内聚力为分子或原子间作用力，当胶接接头受到剥离移的变化而发生变化。内聚力模型集中体现了胶析中的内聚力模型有很多，其中双线性张力析精度高等优势，成为当前胶接接头力学性本构关系如下图 2.3 所示：

图 2.5 铆钉接头载荷分布图[64]在铆接接头中，铆钉起着重要的载荷传递作用。由于铆接过程中需要压加铆接力，进而使得铆钉杆镦粗形成接头。铆接完成后，铆钉杆与铆钉孔间仍存在残余挤压应力，也称为“装配应力”。铆接接头是铆接结构件中受力最大的地方，也是疲劳损伤的集中区域。于铆钉所承受的轴向和径向分布力的存在，才完成了板件的铆接。经研究发小适中的“装配应力”对于保证铆接质量，提高连接件整体性能有着非常作用，但是这些“装配应力”也会使得铆钉孔边出现应力集中现象，在铆极易产生裂纹损伤，对铆接接头力学性能有着不良的影响。2.3.2 铆钉损伤判据铆接接头的主要载荷为剪切力，连接结构件的载荷主要是通过剪切力进的，其疲劳损伤判定一般选择最大剪切应力准则，即当铆钉的最大剪切应材料的剪切强度许用值时，无论材料处于什么样的应力状态，都将发生破


本文编号：3293855