圆柱形环氧树脂胶对接结构单轴与多轴疲劳性能研究

发布时间：2017-09-15 05:43

  本文关键词：圆柱形环氧树脂胶对接结构单轴与多轴疲劳性能研究

  更多相关文章： 对接粘结 环氧树脂 单轴疲劳 多轴疲劳

【摘要】：环氧树脂胶粘接技术因为具有粘接性能优异、粘接接头应力分布均匀、能有效减少不同金属间的电化学腐蚀、操作工艺简单等显著优势,在实际工程领域得到了广泛应用。但由于环氧树脂胶对接粘结试件的疲劳性能、疲劳寿命与均质材料有明显的不同。因此,非常有必要研究环氧树脂胶对接粘结结构在实际工程应用环境中的疲劳性能。首先,研究了粘接表面粗糙度、粘接剂固化温度、粘接剂固化时间等三个粘结工艺条件因素对试件粘接性能的影响。实验表明,试件的粘接强度随着粘接表面粗糙度的减小呈现出先增加后减小的趋势,实验确定出最佳的表面粗糙度;固化温度超过90℃后,试件粘接强度随着固化温度的升高而降低,60℃为最佳的固化温度;固化时间高于6h后,试件的粘结强度没有明显提升,6h为最佳的固化时间。其次,研究了试件的单轴疲劳性能。实验表明,铝合金、45号钢与环氧树脂胶对接粘结试件的粘结强分别为23.04MPa和16.76MPa;对接粘接试件的疲劳寿命随着疲劳应力幅值?σ的增大而减小。模拟计算发现,粘接试件对应的初始裂纹为0.035mm,距离粘接界面附近0.05mm处出现了严重的应力集中现象,临界裂纹尺寸为0.33mm;S-N曲线模型和Paris疲劳寿命模型均能够预测试件的疲劳性能,与S-N曲线模型相比,Paris疲劳裂纹寿命模型能够更好预测高粘结强度、长疲劳寿命对接粘结试件的疲劳寿命。最后,研究了试件的多轴疲劳性能。实验表明,多轴非比例加载条件下产生的附加强化效应削弱了对接粘结试件的疲劳性能,降低了对接粘结试件的疲劳寿命;圆路径加载方式施加在试件上的正应力分量和剪应力分量之间的相位差最大,因此圆路径条件下对接粘结试件疲劳性能最差,疲劳寿命最短;延长疲劳应力周期会加速对接粘结试件的损伤,缩短材料的疲劳寿命;对接粘结试件的疲劳寿命随着等效应力幅值的增加呈现出指数减小的趋势减;S-N曲线模型虽然能够预测对接粘结试件的多轴疲劳寿命,但预测精度明显降低,误差值明显增大。
【关键词】：对接粘结 环氧树脂 单轴疲劳 多轴疲劳
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 课题的研究背景10-12
• 1.1.1 环氧树脂胶粘技术10
• 1.1.2 环氧树脂胶粘技术优势10-11
• 1.1.3 研究目的和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-19
• 1.2.1 关于疲劳12-13
• 1.2.2 单轴疲劳研究进展13-17
• 1.2.3 多轴疲劳研究进展17-19
• 1.3 现有研究工作的不足19-20
• 1.4 本文的主要研究内容20-21
• 2 粘接工艺对粘接结构性能的影响研究21-38
• 2.1 试件制备22-25
• 2.1.1 实验材料22-23
• 2.1.2 试件制备方法23-25
• 2.2 粘接基材表面粗糙度对粘接强度的影响25-30
• 2.2.1 实验方案25-26
• 2.2.2 结果与讨论26-30
• 2.3 固化温度对粘接强度的影响30-33
• 2.3.1 实验方案30
• 2.3.2 结果与讨论30-33
• 2.4 固化时间对粘接强度的影响33-36
• 2.4.1 实验方案33
• 2.4.2 结果与讨论33-36
• 2.5 小结36-38
• 3 单轴疲劳特性试验研究38-56
• 3.1 单调拉伸试验38-42
• 3.1.1 试验方法38-39
• 3.1.2 试验结果与讨论39-42
• 3.2 单轴疲劳试验42-44
• 3.2.1 试验方案42-43
• 3.2.2 试验结果与讨论43-44
• 3.3 粘接试件单轴疲劳寿命预测44-54
• 3.3.1 S-N曲线模型45-46
• 3.3.2 Paris疲劳裂纹扩展寿命模型46-54
• 3.4 小结54-56
• 4 多轴疲劳寿命研究56-72
• 4.1 等效应力和应力路径定义56-59
• 4.1.1 应力分析56-58
• 4.1.2 等效应力的定义58-59
• 4.2 实验方案59-61
• 4.2.1 应力路径对多轴疲劳性能的影响59-60
• 4.2.2 应力周期对多轴疲劳性能的影响60-61
• 4.2.3 等效应力幅值对多轴疲劳性能的影响61
• 4.3 结果与讨论61-67
• 4.3.1 应力路径对多轴疲劳性能的影响61-63
• 4.3.2 应力周期对多轴疲劳性能的影响63-65
• 4.3.3 等效应力幅值对多轴疲劳性能的影响65-67
• 4.4 粘结试件多轴疲劳寿命预测67-70
• 4.5 本章小结70-72
• 5 结论与展望72-76
• 参考文献76-79
• 个人简历及攻读硕士学位期间发表论文情况79-80
• 致谢80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张宏,王晶,王艳杰;环氧树脂胶致接触性皮炎7例报告[J];职业与健康;2001年10期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 钟志京;傅依备;苑国琪;张东;张子骞;;127-环氧树脂胶复合物体系与金属核材料的相容性[A];中国工程物理研究院科技年报（2000）[C];2000年

2 陈旭东;;环氧树脂胶在继电器生产上的应用[A];第四次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];1991年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王增威;圆柱形环氧树脂胶对接结构单轴与多轴疲劳性能研究[D];郑州大学;2016年

，

本文编号：854664