异种材料（CFRP/Metal）胶接接头横向冲击后力学性能实验研究

发布时间：2024-03-16 02:42

　　随着汽车轻量化结构中多种材料的广泛应用,胶接技术因其连接异种材料的特殊优势受到越来越多的关注,特别是碳纤维增强塑料(CFRP)复合材料和金属材料之间的连接。然而,异种材料之间较大的性能差异往往会削弱胶接接头的力学特性,这也是异种材料胶接的关键问题。目前,众多相关学者已经针对胶接接头的力学性能开展了大量的研究,但是异种材料胶接接头的断裂特性与基本力学特征尚未被完全解释清楚;而且汽车在服役过程中,交通事故、冰雹坠落和高空坠物等会对车辆造成一定的冲击损伤。冲击损伤的存在会在一定程度上降低车身的安全性能,特别是在重要的连接位置。因此,对冲击后胶接接头的剩余性能进行评估也十分重要。为进一步探究异种材料胶接接头的断裂特性和冲击后的剩余性能开展了一系列的创新实验,主要内容如下:(1)通过实验研究基板厚度和基板材料类型(如Q235钢、5182铝合金、CFRP)对接头断裂性能的影响,并采用数字图像相关(DIC)技术,对基板表面和胶层进行了应变分布和演化过程的监测,较为直观地研究胶接接头断裂过程。研究结果表明:随着基板厚度的增加,接头强度逐渐增加,而接头强度对基板厚度的敏感程度取决于基板材料类型。基板屈服...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外相关领域的研究现状
        1.2.1 胶接理论基础
        1.2.2 胶粘连接的基本形式、受力分布及典型失效模式
        1.2.3 单搭接胶接接头应力解析模型分析
    1.3 横向冲击后胶接接头剩余性能的研究进展
        1.3.1 异种材料胶接接头力学性能基础研究
        1.3.2 异种材料胶接接头横向冲击后剩余性能研究
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 本文的特色与创新性工作
第2章 异种材料胶接接头断裂特性实验研究
    2.1 引言
    2.2异种材料胶接接头断裂特性实验
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 试件准备
        2.2.3 轴向准静态拉伸实验
    2.3 异种材料胶接接头断裂特性结果分析
        2.3.1 异种材料胶接接头强度分析
        2.3.2 异种材料胶接接头断裂过程分析
        2.3.3 异种材料胶接接头应变演化分析
        2.3.4 异种材料胶接接头断面和失效模式分析
    2.4 本章小结
第3章 CFRP/Al胶接接头低速横向冲击损伤机制研究
    3.1 引言
    3.2 CFRP/Al胶接接头低速横向冲击实验
        3.2.1 试件准备
        3.2.2低速横向冲击和准静态轴向拉伸实验
    3.3 CFRP/Al胶接接头低速横向冲击结果分析
        3.3.1 横向冲击后胶接接头的损伤分析
        3.3.2 横向冲击后胶接接头剩余强度分析
        3.3.3 横向冲击后胶接接头冲击面上应变演化分析
        3.3.4 横向冲击后胶接接头断面分析
    3.4 本章小结
第4章 CFRP/Al胶接接头横向冲击后动态剩余性能实验研究
    4.1 引言
    4.2 CFRP/Al胶接接头横向冲击后动态剩余性能实验
        4.2.1 试件准备
        4.2.2 低速横向冲击和动态轴向拉伸实验
    4.3 CFRP/Al胶接接头横向冲击后动态性能实验结果与分析
        4.3.1 应变率效应对CFRP/Al胶接接头力学性能影响
        4.3.2 横向冲击对CFRP/Al胶接接头动态剩余性能影响
        4.3.3 横向冲击后胶接接头在不同应变率下动态剩余强度预测
    4.4 本章小结
第5章 CFRP/Al胶接接头横向冲击后疲劳性能实验研究
    5.1 引言
    5.2 CFRP/Al胶接接头横向冲击后疲劳剩余性能实验
        5.2.1 试件准备
        5.2.2 低速横向冲击和疲劳实验测试
        5.2.3 胶接接头疲劳寿命威布尔分布分析方法
    5.3 CFRP/Al胶接接头横向冲击后疲劳剩余性能实验结果与分析
        5.3.1 横向冲击对CFRP/Al胶接接头疲劳剩余性能影响
        5.3.2 横向冲击后CFRP/Al胶接接头疲劳性能分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所获得的研究成果与科研经历
致谢



本文编号：3928992