结构胶粘剂热力耦合老化环境下力学性能研究

发布时间：2017-08-17 21:25

  本文关键词：结构胶粘剂热力耦合老化环境下力学性能研究

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【摘要】：近年来我国能源紧缺和环境污染等危机越来越严重,汽车工业作为国民经济重要的支柱产业之一,在该问题上负有很大的责任。因此车身轻量化技术越来越多的受到各大汽车生产厂商的关注。而当前解决车身轻量化的主要途径是在车身上使用各种轻质高性能材料,但是该方法也造成了一系列不同材料之间连接问题。结构胶接技术为该问题提供了一种很好的解决方法。与传统的连接方式相比,结构胶接技术不仅能够连接异质材料,而且还有承载面积大,比强度高、应力分布均匀、耐腐蚀、质量轻等优点。结构胶粘剂是胶接结构的不可或缺的重要组成部分,研究结构胶粘剂能够为研究胶接结构提供有力的理论和数据支持。因此,本文采用试验和仿真相结合的方法研究结构胶粘剂在热力耦合环境老化下的力学性能变化。首先,精心设计了Araldite(?) 2015结构胶粘剂的热力耦合环境老化实验及实验所需要的加载夹具,为了保证实验精度对夹具进行了校核；随后开展了Araldite(?) 2015结构胶粘剂试件的热力耦合老化实验,并用数像素点的方法测量其老化过程中的蠕变伸长量,从而得到Araldite(?)2015胶粘剂试件的蠕变特性参数。除此之外为了获得胶粘剂试件的强度退化行为,还进行了胶粘剂试件的准静态拉伸实验,结果发现胶粘剂试件的失效强度随老化时间的增加先出现稍微的升高然后迅速降低的强度退化趋势。经过以上实验所获得的Araldite(?)2015胶粘剂试件的参数被用来确定胶粘剂试件仿真模型中,并将其实验结果与仿真结果进行对比和分析。然后,通过ABAQUS(?)有限元软件建立Araldite(?)2015胶粘剂试件的二维时间硬化率蠕变有限元模型,来模拟胶粘剂试件在热力耦合老化环境下的蠕变行为；并用ABAQUS(?)用户子程序USDFLD提取胶粘剂试件老化过程中的蠕变参数。还建立了胶粘剂试件的强度退化模型,将提取出的蠕变参数作为环境变量导入到胶粘剂试件的强度退化模型中,来模拟胶粘剂试件的强度退化行为。最后,将Araldite(?)2015胶粘剂试件的仿真结果与实验结果进行对比分析,发现其结果吻合较好,从而证明了所建模型的正确性和准确性。
【关键词】：轻量化 结构胶粘剂 热力耦合 蠕变模型 强度退化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.82
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-13
• 1.2 结构胶接技术研究状况13-15
• 1.2.1 国外研究状况13-14
• 1.2.2 国内研究状况14-15
• 1.3 课题来源15
• 1.4 主要工作15-18
• 2 结构胶接技术的基本理论及其受力分析基础18-30
• 2.1 胶接技术的基本理论18-22
• 2.2 结构胶接技术受力分析基础22-26
• 2.2.1 胶接接头的基本类型22-25
• 2.2.2 胶接结构的受力形式25
• 2.2.3 胶接接头的破坏类型25-26
• 2.3 影响结构胶接强度的关键因素26-28
• 2.4 胶接技术基本工艺28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 胶粘剂在热力耦合老化环境下的力学性能试验30-51
• 3.1 试件的制作31-32
• 3.2 加载夹具校核32-37
• 3.2.1 弹簧的选择32-33
• 3.2.2 弹簧刚度的校核33-37
• 3.3 胶粘剂热力耦合环境老化实验37-43
• 3.3.1 胶粘剂试件37-38
• 3.3.2 蠕变模型38-40
• 3.3.3 蠕变应变的测量方法40-43
• 3.4 准静态拉伸试验43-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 热力耦合环境下胶粘剂的老化行为有限元建模与仿真51-60
• 4.1 有限元模型的建立51-54
• 4.1.1 时间硬化率蠕变模型52-53
• 4.1.2 强度退化模型53-54
• 4.2 有限元仿真结果分析54-58
• 4.2.1 胶粘剂的蠕变应变54-56
• 4.2.2 应力状态分布56
• 4.2.3 胶粘剂试件的强度退化56-58
• 4.3 本章小结58-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文情况66-67
• 致谢67-68
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书68

【参考文献】

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本文编号：691195