玻璃纤维增强树脂基复合材料碾铆-粘接接头老化和腐蚀性能研究

主要对玻璃纤维增强树脂基复合材料碾铆-粘接接头进行了老化和腐蚀试验,通过静拉伸测试,分析了温度和腐蚀介质对混合连接接头力学性能的影响。结果表明:同温下,粘接层失效时的峰值载荷会随保温时间的增加而减小;同保温时间下,粘接层失效时的峰值载荷会随温度的增加而减小;在5%NaCl溶液中腐蚀时,连接件的抗拉伸性能受腐蚀时间延长的影响比较小;而在5%NaOH溶液和5%HNO_3溶液中腐蚀时,连接件的抗拉伸性能受到的影响比较大,样件的峰值载荷下降比较明显。试样的失效主要分为胶层失效和铆钉拉脱失效两个阶段。     

复合材料-铝合金碾铆与螺栓连接强度对比分析

通过碾铆连接和螺栓连接对复合材料-铝合金进行了连接实验,对两种连接方式的接头进行了静拉伸测试,对比分析了有无垫片和是否粘接两种因素对接头连接强度和能量吸收的影响。结果表明:添加垫圈后,两种接头的峰值载荷趋于一致,但螺栓连接接头的失效位移高于碾铆连接接头,且其能量吸收值比碾铆连接接头高16.29%,有更强的缓冲吸震能力;引入粘接对两种接头的抗拉伸强度影响不大,螺栓连接失效的峰值载荷略高于碾铆连接,两种接头的失效位移和能量吸收基本相同。     

碳纤维支杆与金属接头两种连接方式的拉伸试验

碳纤维支杆与金属接头的连接方式通常有两种:胶接和胶-销连接。为了比较二者连接强度的大小,根据当前需求,设计并制作了拉伸试样,然后利用试验机对试样进行了拉伸试验。试验结果表明,胶接方式所能承受的最大拉伸载荷为42.25kN,连接强度为5.83MPa;胶-销连接方式所能承受的最大拉伸载荷为42.10kN,连接强度为5.81MPa。与胶接相比,胶-销连接对支杆和接头的连接强度没有较明显的提升,反而略有下降。     

复合材料胶接单搭接连接强度与失效模式研究

以Tserpes失效准则及其材料性能退化准则为基础,利用ANSYS建立几何模型进行有限元分析,针对模型进行相应的试验验证,以探究各参数对复合材料胶接单搭接连接强度的影响,并得到不同参数下的胶接失效模式。结果表明:复合材料与复合材料单搭接的强度高于钛合金与复合材料单搭接的强度;随着胶接长度、胶接宽度的增大,胶接接头的连接强度呈现先增大后减小的趋势;同时发现,在静拉伸过程中,钛合金与复合材料单搭接的失效模式主要为胶层的粘附破坏,复合材料与复合材料单搭接的失效模式主要为混合破坏,表现为复合材料紧邻胶层的第一层和第二层发生铺层基体开裂与分层破坏,同时胶层发生部分粘附破坏。     

CFRP与铝板胶螺混合连接结构拉伸性能研究

基于三维渐进损伤理论,建立了复合材料层合板-铝板双搭接胶接连接、螺栓连接、胶螺混合连接结构拉伸强度预测模型,数值仿真结果与试验高度吻合,验证了所建模型的可行性。在此基础上,探究了搭接宽度、搭接长度、胶层厚度、接触面摩擦系数和螺栓个数等参数对胶螺混合连接结构拉伸性能的影响。结果表明:随着搭接宽度和搭接长度的增加,接头失效载荷先逐渐增加后趋于稳定,最优搭接宽度和搭接长度为30 mm和35 mm;胶层厚度对混合连接结构的拉伸失效载荷基本没有影响;胶螺混合连接结构中螺栓接头和层合板之间、螺栓与孔之间的摩擦系数越大,连接结构的拉伸失效载荷越大;在搭接区域相同的情况下,双钉混合连接结构的拉伸失效载荷比单钉的拉伸失效载荷提高了69%。     

不同表面处理对铝合金-CFRP粘结性能的影响

胶接是铝合金和碳纤维增强复合材料(CFRP)的最有效连接方式之一。胶接接头的性能很大程度取决于基体表面,选择合适的表面处理方式能够提升胶接强度。针对目前铝合金—CFRP胶接强度弱的问题,研究了砂纸打磨和阳极氧化两种常用的胶接铝合金表面处理工艺,在此基础上提出了一种新型的喷砂和阳极氧化混合表面处理方式,有效且稳定地提升了铝合金-CFRP胶接接头性能,并通过表征分析进一步揭示了胶接性能提高的机理,发现新型的处理方式结合了机械处理和化学处理的优势,不仅仅能提升表面粗糙度,并且能提升表面氧化层厚度、降低表面污染层厚度,提升表面极性,提升表面能,最终提升接头的性能。     

国产MT700碳纤维复合材料螺栓连接强度实验研究

对国产MT700与进口T700S碳纤维复合材料单螺栓连接结构的静拉伸强度进行实验研究,分析了两种材料的载荷-位移曲线特征、连接强度特性及破坏形式。实验结果表明:国产MT700/603层合板连接部位的承载能力及结构稳定性均优于进口T700S/603层合板,M5及M6单螺栓连接破坏强度分别提高了12%和10%;另外,国产MT700/603层合板胶-螺混合连接有效提高了整体连接强度和安全设计裕度,胶层破坏后,M5与M6单螺栓胶-螺混合连接剩余强度系数分别达到65%和88%。     

铝合金与碳纤维复合材料自冲铆接强度影响因素研究

分别采用厚度为2. 5 mm不同轴向碳纤维复合材料板和2. 5 mm 5052铝合金板进行自冲铆接实验,分析其接头的成形质量;利用万能拉伸试验机对其进行拉伸试验,并分析接头的失效形式。结果表明,相同轴向碳纤维复合材料板,7 mm铆钉接头质量和拉伸强度均优于6 mm铆钉接头质量和拉伸强度。7 mm铆钉的连接件拉伸强度比使用6 mm铆钉的拉伸强度,在[0/90]4铺层时增加了25. 45%,[0/180]_4铺层时进增加了13. 77%,[-45/45]_4铺层时增加了21. 12%;相同铆钉高度不同轴向时,接头质量并无明显差异,但最大载荷不同。高度6 mm铆钉时连接强度,[0/90]_4铺层比[0/180]_4铺层增加了29. 34%,[-45/45]_4铺层比[0/90]4铺层增加了16. 20%;高度7 mm铆钉时连接强度,[0/90]_4铺层比[0/180]_4铺层增加了42. 63%,[-45/45]_4铺层比[0/90]_4铺层增加了12. 18%。铆接件失效形式主要是铆钉从复合材料板处拉脱。在相同轴向下失效位移大致相同。     

材料线膨胀系数对拉伸剪切性能的影响

为了研究被粘接材料的线膨胀系数对胶接件拉伸剪切性能的影响,用改性环氧树脂(EP)胶粘剂粘接不同材料,并对该胶接件进行拉伸剪切强度试验和温度影响试验。研究结果表明,被粘接材料的线膨胀系数不同会导致胶层在热冷变化过程中受到内应力作用而破坏,同时热空气进入胶层会导致胶层氧化变色,致使胶粘剂界面结合强度和胶粘剂自身强度降低;两种被粘接材料的线膨胀系数差异越大,经热冷变化后胶接件的拉伸剪切性能越低;在相同条件下,热冷变化温差越大,胶接件的拉伸剪切性能越低。     

胶层Ⅰ/Ⅱ型断裂破坏内聚单元参数的确定和应用

建立了铝合金板单搭接胶接接头的三维弹性有限元模型,通过与G-R解析模型的胶层剪应力和剥离应力分布对比分析,验证了有限元模型的有效性。经有限元仿真拟合铝合金板单搭接胶接接头静拉伸试验的载荷-位移曲线,获得了胶层Ⅰ/Ⅱ型混合失效模式下内聚力单元的断裂参数值和胶层渐进破坏的过程,将胶层内聚力单元断裂参数值应用于含双裂纹复合材料胶接修补结构中,预测了修补结构的静拉伸强度。结果表明,有限元模型预测的剩余强度与实验值的相对误差为3.8%,因此运用内聚力单元仿真胶层的方法是有效的,并为复合材料胶接修补结构的承载能力分析提供了有力的依据。     

基于ANSYS的纤维增强塑料接头连接件性能研究和结构优化

通过有限元分析的方法对纤维增强塑料接头连接件的连接方式和性能进行研究和结构优化,并结合实验法对分析结果进行验证。研究表明:机械连接因为螺栓处的应力集中,不适合作为主要受较大拉伸应力的纤维增强塑料的接头连接结构;双搭接板对接的胶接连接方式具有较小的等效应力、总体形变和接触面应力,不易发生剥离破坏,说明双搭接板对接宜作为纤维增强塑料的接头连接方式,这和实测法测得结果一致,同时验证了ANSYS有限元分析在纤维增强塑料的接头连接件的性能研究中的适用性。最后基于搭接长度对接头结构进行优化,结果表明搭接长度为70 mm的双搭接板对接方式为优化结构。     

一种新的机器人碳纤维臂杆设计制造方法

<正>本发明公开了一种新的机器人碳纤维臂杆设计制造方法。该碳纤维臂杆由一根碳纤维杆、两个钛合金连接件构成。其中,钛合金连接件与碳纤维臂杆之间采用胶接与螺钉连接这种混合连接的方式粘连到一起。在设计制造过程中主要考虑了臂杆的力学性能、走线方法设计、等电位设     

碳纤维复合材料铆胶连接强度研究

采用有限元分析比较了碳纤维复合材料层合板之间铆胶连接的主要承力方式，并对铆胶连接方式做了静力拉伸试验、盐雾试验与疲劳试验，结果表明：金属-层合板铆胶连接的拉剪强度总是高于层合板-层合板铆胶连接拉剪强度；金属-层合板铆胶连接的拉剪强度高于层合板-层合板的拉剪强度12.6%；盐雾试验结果与静力拉伸试验结果倾向性一致，整体来说层合板-层合板铆胶连接受盐雾条件影响较小；疲劳试验结果证明铆胶连接不易发生疲劳损坏。     

塑料的溶接

塑料与其它材料一样,在生产、科研及使用中,也涉及到一个连接问题。一、塑料的连接形式塑料的含义广泛,有热固性、热塑性塑料,有通用塑料、工程塑料,还有耐高温、改性增强塑料等。塑料件间的连接形式也较多,有键接、螺接、铆接、胶接、熔接、溶接等,因材而异,各显神通。前四种连接形式可用于不同种类塑料件间的连接;后两种连接形式仅适用于同种类塑料件间的连接,但热固性塑料例外。键接、螺接、铆接只能适用于较大面积的连接,而且连接时需要在连接件上开槽打孔,连接处相应地有应力集中的现象,削弱了连接件应有的强度.胶接、熔接、溶接不管连接面积大小都能大显身     

无人机机翼用复合材料的胶接与性能研究

为了提升无人机机翼用碳纤维/铝复合材料的胶接强度,采用4因素5水平的正交试验法对超声振动胶接工艺参数进行了优化,并与传统未施加超声振动的胶接接头进行了对比。结果表明,超声振动胶接工艺中对胶接强度影响最大的是振动时间,其次为振动幅值,振动位置的影响最小;正交试验结果表明,碳纤维/铝胶接接头的最佳工艺参数为A3B5C3D5,即振动时间23 s、振动压力0.40 MPa、振动位置30 mm和振动幅值56μm,此时碳纤维/铝胶接接头胶接强度最大。相较于未施加超声振动的胶接接头,正交优化工艺下胶接接头的最大拉伸荷载平均值提高42.13%,胶接强度平均值提高41.59%。     

温度变化对复合材料双面搭接接头拉伸强度的影响分析

介绍了复合材料三种连接方式之一——胶接。对双面搭接接头进行了有限元建模,在不同的高温环境下进行拉伸试验,运用相关的失效准则,分析判断复合材料胶接接头的破坏形式,确定温度对破坏形式的影响。通过试验,验证了分析的正确性,对复合材料胶接接头的强度校核及设计改进有重要的指导作用。     

补片形状对复合材料胶接贴补修补影响的预测与试验研究

为研究复合材料胶接贴补方法的修补性能,对胶接结构开展了准静态拉伸试验,研究了室温下T9001复合材料胶接修补结构的静拉伸载荷-位移行为。以三维逐渐损伤理论为基础,创建了复合材料胶接修补模型,利用APDL语言实现对不同补片形状的胶接修补结构在静拉伸载荷作用下的最终失效载荷的预测分析。同时,进行相关试验,测得的胶接修补结构的失效载荷与预测结果吻合较好。结果表明,正放的方形补片的修补效果最佳。最后利用X光机对胶接修补结构的最终损伤模式及损伤范围进行了检测,试验结果与计算预测结果较吻合。     

不同种类硫化剂对氢化丁腈橡胶性能的影响

研究了硫化剂过氧化二异丙苯（DCP）、双叔丁基过氧化异丙基苯（BIPB）和2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷（DHBP）对氢化丁腈橡胶性能的影响。结果表明,在分解出相同自由基数量的情况下,使用DCP胶料的门尼黏度增值最小,焦烧时间最短、硫化速率最快,硫化胶的拉伸强度最小,耐老化性能最好;使用DHBP胶料的焦烧时间最长、硫化速率最慢,硫化胶的硬度和定伸应力都更低,拉伸强度和扯断伸长率均为最高,压缩永久变形和耐油性能都是最差;使用BIPB橡胶的焦烧时间、硫化速率和拉伸强度均居于前二者中间,压缩永久变形最小,耐老化性能最差,门尼黏度增值与使用DHBP相当,其他物理机械性能和耐油性能与使用DCP相当。     

温度对车辆胶接件拉伸强度的影响研究

拉伸强度是评价车辆胶接件粘接强度的重要参数之一。为研究温度对车辆胶接件拉伸强度的影响,分别测定了7个温度测点胶粘剂的拉伸强度,并利用最小二乘法对该胶粘剂拉伸强度随温度的变化规律进行拟合。研究结果表明:胶粘剂的拉伸强度随温度升高而逐渐降低,二次多项式函数能较准确地表达该变化规律;通过不同温度测点组合曲线拟合精度的对比,得到了-40、0、90℃是最主要的3个温度测点;提出了修正系数的概念,使得所拟合的曲线可用于指导车辆胶接件的工程设计。     

操作环境湿度对FM73M胶膜性能的影响

通过人工控制施工区域湿度的方法,来研究FM73M胶膜和BR127底胶在相对湿度达到70%情况下的强度表现,并在此环境下将胶膜暴露不同的时间来观察暴露时间对胶接性能的影响。对胶接测试试样进行滚筒剥离、拉伸搭接剪切和楔形抗裂纹扩展测试,结果表明,所有试样的测试结果均符合工艺规范的要求。将操作间的相对湿度上限提升至70%时,FM73M胶膜和BR127胶黏剂所提供的胶接强度依然能够满足工艺规范的要求,与此同时,将相关工艺规范中的湿度要求予以更改。