斜削对折曲胶接接头的应力分布影响

采用弹塑性有限元法,研究了被粘物自由端外侧、内侧斜削角度对铝合金单搭接折曲接头中应力分布的影响。结果表明:被粘物自由端经外斜削处理后,胶层中间段的各应力分布无明显变化;外斜削角度越大,剥离应力峰值越高;被粘物自由端经内斜削处理后,内斜削角度越小,胶层端部的轴向应力峰值、剪切应力峰值越小,但剥离应力峰值越大。综合考虑胶层中部的应力分布情况,选择内斜削角度为5°时较适宜。     

台阶搭接铝合金接头应力分布的数值分析

用弹塑性有限元法研究了被粘物上台阶高度和长度对铝合金单搭接接头胶层中应力分布的影响。结果表明,被粘物自由端内侧的台阶使搭接区接头端部处的应力峰值显著下降,应力向搭接区中部转移;胶层中应力峰值大体上随着台阶高度的增大而降低,随台阶长度的增大而向中部转移;当台阶高度为0．5mm而台阶长度为4．5mm时,接头上胶层中应力分布较好。     

单搭接接头峰值应力数值模拟的正交法分析

运用正交试验法研究了几个主要力学和几何参数如泊松比,弹性模量和被粘物厚对单搭接接头Von Mises等效应力的影响。有限元分析结果的极差分析、方差分析和最优方案的工程平均等结果表明:被粘物厚对单搭接接头Von Mises等效应力影响最大,弹性模量次之,泊松比影响程度最小。分析可知:高的泊松比、低弹性模量和被粘物厚的增大会使得Von Mises等效应力值显著降低。     

异质被粘物新型单搭接接头应力分析

利用有限元分析软件ANSYS建立了异质被粘物用2种胶分段粘接的单搭接接头的力学模型,分析了胶层中剪切应力的分布情况。结果表明,合理地布置高弹性模量胶粘剂及低弹性模量胶粘剂的位置,可以有效地降低刚度不对称接头胶层中应力的峰值,避免胶层因小刚度侧应力过高而导致接头过早地失效。     

CRH3高速动车组空调通风口胶接结构设计

通过理论分析和计算确定了动车组空调通风口部件与铝合金车体胶接用胶粘剂的强度指标。介绍了胶粘剂的选择及胶接结构的设计原则,考查了搭接长度、搭接宽度、胶层厚度和被粘接材料厚度等对胶接件粘接强度的影响。结果表明:车体与空调通风口部件的胶接接头选择受剪切应力作用的搭接接头较适宜,并且搭接接头的承载能力随搭接长度或宽度增加呈先快速上升后趋于稳定态势;当搭接长度为10 mm、胶层厚度为6 mm、铝合金板厚度为5 mm且常温湿固化型单组分PU(聚氨酯)胶粘剂的剪切强度超过0.23 MPa时,搭接接头的承载能力相对最大。     

单搭接胶接接头的拓扑优化

在有限元方法的基础上，利用变密度法对单搭接胶接接头搭接区域的被粘物形状进行了拓扑优化，通过曲线拟舍得到了较为合理的轮廓。拓扑优化的结果表明：在体积减少20％的情况下。胶接结构的强度不会降低；经拓扑优化后，胶层中剪切应力的峰值比优化以前增加不大，约1％。     

胶粘剂弹性模量对折曲胶接接头应力分布的影响

通过ANSYS有限元软件建立了折曲胶接接头的弹塑性有限元模型,考察了胶粘剂的力学性能参数弹性模量对其应力分布的影响。研究结果表明:四种不同的胶粘剂,其弹性模量越大,胶层中各应力的峰值越大,搭接区被粘物剥离应力峰值逐渐呈现出上升的趋势;当胶粘剂弹性模量为50 MPa时,被粘物的各应力分量存在较大的应力尖角(应力集中现象)。     

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%。     

胶接用胶粘剂固化过程中温度预测及影响因素研究

针对单搭接接头,根据胶粘剂固化过程中的传热情况,将其温度场简化为无内热源的热传导问题,将平均换热系数看作固化温度的函数,采用集总参数法,得到胶粘剂固化过程中温度的预测公式,并用实验对公式计算结果进行了验证。运用该公式,分别讨论了固化温度、固化时间、被粘物材料属性、被粘物厚度、搭接长度、被粘物长度、胶粘剂初始温度、搭接宽度对胶粘剂固化过程中的温度影响规律。结果表明,前面5个因素对胶粘剂固化过程中的温度影响较大,后面两个因素基本无影响,当搭接长度相同,且与被粘物长度比值小于0.3时,被粘物长度也基本无影响。     

金属胶接接头拉剪破坏过程分析

对结构钢接接头在拉剪载荷作用下的破坏过程进行了分析讨论。测定了被粘物破坏面的是微硬度并考察了胶层厚度，搭接长度变化时的情形。结果表明：现有拉剪载荷作用的力学模型不能说明接头的实际破坏过程。