湿热老化对CFRP/铝合金粘接接头冲击性能的影响研究
发布时间：2020-12-28 04:00
在汽车长期服役过程中,应用的粘接结构会经常处于不同的恶劣工况中,胶粘剂和复合材料环氧树脂作为一种高分子聚合物材料,其力学性能受服役环境(水分、温度等)影响较为明显。另一方面,应用复合材料的粘接结构发生正面碰撞、侧面碰撞等情况时,碰撞过程中材料的应变率会对结构的承载能力产生影响。因而开展实验室老化试验来评估老化时间与加载速率对粘接结构力学性能的影响具有重要的意义。本文分别研究了接头形式、湿热老化、加载速率对CFRP/铝合金接头力学性能的影响规律。通过分析接头的失效载荷、失效模式,研究单一因素对CFRP/铝合金粘接接头与粘铆接头的影响机制。在此基础上,结合铝合金/铝合金粘接接头与铝合金/铝合金粘铆接头的对比试验,研究了湿热老化周期和准静态加载速率对CFRP/铝合金粘接接头、CFRP/铝合金粘铆接头的影响规律与机制。最后通过CFRP/铝合金接头的冲击试验,研究了湿热老化周期对CFRP/铝合金接头冲击性能的影响规律与机制。具体内容如下:第一:本文设计了3种胶粘剂(Araldite~?2015、Araldite~?AV138M,Devcon14270)的CFRP/铝合金粘接接头、粘铆接头在2种加...
【文章来源】： 栾建泽 吉林大学
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文研究内容框架
吉林大学硕士学位论文142.1.2粘接/粘铆接头制作工艺本文选取单搭接粘接接头和粘铆接头两种形式来研究铝合金/CFRP接头的力学性能。粘接接头尺寸如图2.1（a）所示，控制胶层厚度为0.2mm，粘接区域面积为25×25=625mm2；粘铆接头选用圆头铝制抽芯铆钉，铆钉直径5mm，尺寸如图2.1（b）所示。接头的制作标准参考ISO4587-2003[75]。图2.1试件结构尺寸（mm）（a）粘接接头（b）粘铆接头采用统一的标准流程进行接头的设计加工，在试验环境（无尘、温度保持在25±3℃，相对湿度保持在50±5%）条件下进行。粘接基材的表面预处理流程参考GB/T7124-2008[76]。首先用80#砂纸对CFRP板材粘接表面进行打磨处理，用80#氧化铝砂粒对铝合金板材表面进行喷砂处理（空气压力0.8MPa，喷砂时间10s）去除氧化层，增加粗糙度。之后使用丙酮对铆钉、铝合金和CFRP粘接表面进行清洁。粘接表面自然干燥后，使用专用的1：1双组份胶枪施胶，用直径0.2mm的玻璃球控制胶层厚度，在专用夹具上实施粘接过程。对于粘铆接头，在胶粘剂完全固化前利用手动铆钉枪进行抽芯铆接。最后，清除粘接面外的多余的胶粘剂，于常温下放置至胶粘剂充分固化，完成接头的制作。粘接、粘铆夹具如图2.2所示。
第2章加载速率对CFRP/铝合金接头力学性能的影响15图2.2接头制作夹具2.2粘接/粘铆接头的拉伸剪切测试拉伸剪切试验在WDW3100微机控制电子万能试验机（长春科新试验仪器有限公司）上进行，为了避免弯曲力矩的产生，在试件两端放置2mm厚的垫片。试验机以1，25，50，75，100，125mm/min的恒定速率拉伸试件直至接头失效。本章试验分为20组，每组试验重复4次，最终试验结果取有效数据的平均值，测试现场图像如图2.3所示。图2.3拉伸剪切测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维增强复合材料在新能源汽车上的应用形式及进展[J]. 孙延. 粘接. 2019(09)
[2]纤维增强复合材料在汽车覆盖件中的应用[J]. 叶辉,刘畅,闫康康. 吉林大学学报(工学版). 2020(02)
[3]碳纤维/环氧树脂复合材料高速冲击性能[J]. 顾善群,刘燕峰,李军,陈祥宝,张代军,邹齐,肖锋. 材料工程. 2019(08)
[4]循环湿热老化对T700/TDE86碳纤维复合材料层间断裂韧度的影响[J]. 徐凯龙,刘璐璐,赵振华,双超,陈伟. 航空材料学报. 2019(04)
[5]高低温交变湿热环境下外加载荷对不同孔隙率CFRP 拉伸力学性能影响[J]. 贾近,姜明,肖海英,张东兴. 哈尔滨工业大学学报. 2019(05)
[6]Effect of Hygrothermal Cycle Aging on the Mechanical Behavior of Single-lap Adhesive Bonded Joints[J]. 范以撒,那景新,MU Wenlong,QIN Guofeng,TAN Wei. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2019(02)
[7]国内外复合材料湿热老化研究进展[J]. 王威力,纪丹阳,陈春露. 纤维复合材料. 2019(01)
[8]湿热环境对车用粘接剂拉伸强度的影响[J]. 那景新,刘浩垒,范以撒,秦国锋,浦磊鑫. 吉林大学学报(工学版). 2019(03)
[9]高温老化对CFRP/铝合金粘接接头失效的影响[J]. 秦国锋,那景新,慕文龙,谭伟,栾建泽,申浩. 吉林大学学报(工学版). 2019(04)
[10]碳纤维增强复合材料在新能源汽车领域的应用[J]. 周国泰,吕文静,孙营,李金儒. 纤维复合材料. 2018(01)
博士论文
[1]温湿老化对车用CFRP/铝合金粘接接头静态失效的影响[D]. 秦国锋.吉林大学 2018
硕士论文
[1]温度与湿度对车用CFRP板层间老化特性的影响研究[D]. 任俊铭.吉林大学 2019
[2]碳纤维复合材料在高速列车上的应用研究[D]. 王明猛.西南交通大学 2012
[3]CCF300/Hby8485湿热性能演变规律研究[D]. 马贺.哈尔滨工业大学 2011
[4]环氧结构胶的耐老化性能及改性研究[D]. 潘荣.湖南大学 2008
本文编号：2943089
【文章来源】： 栾建泽 吉林大学
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文研究内容框架
吉林大学硕士学位论文142.1.2粘接/粘铆接头制作工艺本文选取单搭接粘接接头和粘铆接头两种形式来研究铝合金/CFRP接头的力学性能。粘接接头尺寸如图2.1（a）所示，控制胶层厚度为0.2mm，粘接区域面积为25×25=625mm2；粘铆接头选用圆头铝制抽芯铆钉，铆钉直径5mm，尺寸如图2.1（b）所示。接头的制作标准参考ISO4587-2003[75]。图2.1试件结构尺寸（mm）（a）粘接接头（b）粘铆接头采用统一的标准流程进行接头的设计加工，在试验环境（无尘、温度保持在25±3℃，相对湿度保持在50±5%）条件下进行。粘接基材的表面预处理流程参考GB/T7124-2008[76]。首先用80#砂纸对CFRP板材粘接表面进行打磨处理，用80#氧化铝砂粒对铝合金板材表面进行喷砂处理（空气压力0.8MPa，喷砂时间10s）去除氧化层，增加粗糙度。之后使用丙酮对铆钉、铝合金和CFRP粘接表面进行清洁。粘接表面自然干燥后，使用专用的1：1双组份胶枪施胶，用直径0.2mm的玻璃球控制胶层厚度，在专用夹具上实施粘接过程。对于粘铆接头，在胶粘剂完全固化前利用手动铆钉枪进行抽芯铆接。最后，清除粘接面外的多余的胶粘剂，于常温下放置至胶粘剂充分固化，完成接头的制作。粘接、粘铆夹具如图2.2所示。
第2章加载速率对CFRP/铝合金接头力学性能的影响15图2.2接头制作夹具2.2粘接/粘铆接头的拉伸剪切测试拉伸剪切试验在WDW3100微机控制电子万能试验机（长春科新试验仪器有限公司）上进行，为了避免弯曲力矩的产生，在试件两端放置2mm厚的垫片。试验机以1，25，50，75，100，125mm/min的恒定速率拉伸试件直至接头失效。本章试验分为20组，每组试验重复4次，最终试验结果取有效数据的平均值，测试现场图像如图2.3所示。图2.3拉伸剪切测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维增强复合材料在新能源汽车上的应用形式及进展[J]. 孙延. 粘接. 2019(09)
[2]纤维增强复合材料在汽车覆盖件中的应用[J]. 叶辉,刘畅,闫康康. 吉林大学学报(工学版). 2020(02)
[3]碳纤维/环氧树脂复合材料高速冲击性能[J]. 顾善群,刘燕峰,李军,陈祥宝,张代军,邹齐,肖锋. 材料工程. 2019(08)
[4]循环湿热老化对T700/TDE86碳纤维复合材料层间断裂韧度的影响[J]. 徐凯龙,刘璐璐,赵振华,双超,陈伟. 航空材料学报. 2019(04)
[5]高低温交变湿热环境下外加载荷对不同孔隙率CFRP 拉伸力学性能影响[J]. 贾近,姜明,肖海英,张东兴. 哈尔滨工业大学学报. 2019(05)
[6]Effect of Hygrothermal Cycle Aging on the Mechanical Behavior of Single-lap Adhesive Bonded Joints[J]. 范以撒,那景新,MU Wenlong,QIN Guofeng,TAN Wei. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2019(02)
[7]国内外复合材料湿热老化研究进展[J]. 王威力,纪丹阳,陈春露. 纤维复合材料. 2019(01)
[8]湿热环境对车用粘接剂拉伸强度的影响[J]. 那景新,刘浩垒,范以撒,秦国锋,浦磊鑫. 吉林大学学报(工学版). 2019(03)
[9]高温老化对CFRP/铝合金粘接接头失效的影响[J]. 秦国锋,那景新,慕文龙,谭伟,栾建泽,申浩. 吉林大学学报(工学版). 2019(04)
[10]碳纤维增强复合材料在新能源汽车领域的应用[J]. 周国泰,吕文静,孙营,李金儒. 纤维复合材料. 2018(01)
博士论文
[1]温湿老化对车用CFRP/铝合金粘接接头静态失效的影响[D]. 秦国锋.吉林大学 2018
硕士论文
[1]温度与湿度对车用CFRP板层间老化特性的影响研究[D]. 任俊铭.吉林大学 2019
[2]碳纤维复合材料在高速列车上的应用研究[D]. 王明猛.西南交通大学 2012
[3]CCF300/Hby8485湿热性能演变规律研究[D]. 马贺.哈尔滨工业大学 2011
[4]环氧结构胶的耐老化性能及改性研究[D]. 潘荣.湖南大学 2008
本文编号：2943089
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2943089.html
教材专著
