不同相对湿度下胶瘤对CFRP-铝合金单搭接接头强度的影响研究

发布时间：2022-02-11 12:49

　　随着汽车工业的发展,轻量化技术受到越来越多的重视,并且多种轻量化材料混用是汽车工业发展的必然趋势。然而,传统的材料连接方式无法满足诸如碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）等非金属材料的连接。粘接技术由于应力分布均匀、承载能力高、电化学腐蚀小、对连接材料无损伤等优点,能够很好地满足CFRP材料的连接。本文以铝合金和CFRP单搭接接头为研究对象,通过准静态拉伸实验和数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）技术研究了未老化和老化过程中胶瘤对单搭接接头强度的影响,具体工作内容如下:首先,分别对A6061铝合金、CFRP单向层合板进行准静态拉伸实验和三点弯曲实验,测量铝合金基体和CFRP基体的力学性能参数;随后研究了环氧胶粘剂的吸湿行为。其次,通过准静态拉伸实验研究了未老化条件下胶瘤对接头强度的影响,并且研究了不同相对湿度环境老化过程中胶瘤对接头强度的影响。最后,利用DIC技术研究了胶瘤对接头胶层应变场的影响。通过分析未老化条件下和老化过程中胶层应变场,探究了胶瘤影响接头强度的原因。此外,通过接头失效表面分析... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 胶粘技术研究概况
        1.2.1 粘接接头力学模型研究概述
        1.2.2 胶瘤对粘接接头力学性能影响研究概况
        1.2.3 粘接接头吸湿老化和水分扩散研究概况
    1.3 研究内容与章节安排
2 粘接技术理论和DIC技术理论
    2.1 引言
    2.2 粘接接头的破坏形式和受力分析
        2.2.1 粘接接头的破坏形式
        2.2.2 单搭接接头受力分析
    2.3 水分扩散理论
    2.4 数字图像相关理论分析
        2.4.2 DIC测量系统组成
        2.4.3 DIC测量原理
    2.5 本章小结
3 材料力学性能实验
    3.1 引言
    3.2 胶粘剂材料性能参数的测定
        3.2.1 样件制作
        3.2.2 胶粘剂准静态拉伸实验
    3.3 铝合金材料性能参数的测定
    3.4 CFRP单向层合板材料性能参数的测定
    3.5 本章小结
4 胶粘剂与单搭接接头老化实验
    4.1 引言
    4.2 胶粘剂试件老化特性实验研究
    4.3 单搭接接头准静态拉伸实验
        4.3.1 实验样件的制备
        4.3.2 单搭接接头准静态拉伸实验
    4.4 单搭接接头失效强度分析
        4.4.1 未老化环境下胶瘤对接头强度的影响
        4.4.2 40%RH环境下胶瘤对单搭接接头的强度影响
        4.4.3 100%RH环境下胶瘤对单搭接接头的强度影响
        4.4.4 水分对单搭接接头强度的影响
    4.5 本章小结
5 基于数字图像相关技术的应变场分析
    5.1 引言
    5.2 DIC实验过程
        5.2.1 实验装置
        5.2.3 实验过程
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 胶瘤对胶层应变场的影响
        5.3.2 40%RH环境下胶瘤对胶层应变场的影响
        5.3.3 100%RH环境下胶瘤对胶层应变场的影响
    5.4 单搭接接头失效类型分析
    5.5 本章小结
结论及展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]胶瘤入射角度对单搭胶接接头拉剪强度和应力分布的影响[J]. 余海洲,赵迪,李阳.  机械工程材料. 2016(07)
[2]偏心荷载作用下单搭接胶接接头的应力分析[J]. 李春良,王方彦,张立辉,王静.  吉林大学学报(工学版). 2016(06)
[3]考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度[J]. 胡平,韩啸,李伟东,施志伟,周申光.  机械工程学报. 2012(20)
[4]非平衡胶接接头循环温度场强度退化研究[J]. 韩啸,李伟东,胡平.  机械工程学报. 2012(18)
[5]铝和钢异种金属焊接发展现状[J]. 杨阳,石岩.  长春大学学报. 2011(02)
[6]刚度非平衡胶接接头的二维应力分析[J]. 赵波.  工程力学. 2008(12)
[7]胶瘤对单搭接胶接接头应力分布影响的数值分析[J]. 杜正兴,高宗战,岳珠峰.  机械强度. 2008(05)
[8]胶瘤弹性模量对铝单搭接接头应力分布的影响[J]. 严沾谋,游敏,余海洲,戴晟.  机械强度. 2007(03)
[9]水分在粘接接头界面的扩散系数和动力学[J]. 王超,黄玉东,刘文彬,李金焕.  材料科学与工艺. 2006(06)
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硕士论文
[1]DIC法在钢管混凝土侧向受压试验中的应用[D]. 栾玥琪.安徽理工大学 2018
[2]车身胶接结构力学性能测试方法研究[D]. 谭伟.吉林大学 2018
[3]处理铝合金与碳纤维板材粘接工艺性能实验及数值模拟研究[D]. 徐亚男.吉林大学 2017
[4]结构胶粘剂热力耦合老化环境下力学性能研究[D]. 唐丽萍.大连理工大学 2016
[5]胶接接头的湿热环境老化特性研究[D]. 聂光磊.大连理工大学 2015
[6]基于数字图像相关法的双相钢微观变形行为研究[D]. 邓洁.上海交通大学 2015
[7]数字图像相关（DIC）测量方法在材料变形研究中的应用[D]. 白晓虹.东北大学 2011



本文编号：3620309