摘要：为了给碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料粘接结构的安全设计及应用提供参考,针对CFRP复合材料-铝合金对接接头,研究了拉-拉交变载荷作用下的疲劳寿命特性及剩余强度变化规律。设计专用夹具,完成接头的制作及固化,并测试其拉伸、剪切准静态失效强度,在此基础上进行不同载荷水平下的疲劳寿命测试。选取特定载荷水平,测试不同循环次数后的接头剩余强度,并对失效形式进行观察分析。结果表明:CFRP复合材料-铝合金对接接头强度-寿命(S-N)曲线在单对数坐标上符合线性函数规律;随着交变载荷循环周期的增加,接头剩余强度呈先慢后快的下降趋势,而且在较大的载荷水平下,下降幅度更为明显;经历交变载荷循环前、后接头失效形式发生改变,由局部CFRP复合材料表层撕裂转变为局部界面破坏。结合试验测试所获得的初始失效准则,并引入疲劳退化因子,建立内聚力模型对交变载荷作用下的粘接接头强度衰减进行数值模拟,结果表明所建立模型能够有效预测交变载荷作用下的接头剩余强度。

摘要：选取50℃和80℃的高温老化环境,结合设计的测试夹具测得高温老化0,10,20,30天后铝合金-BFRP(玄武岩纤维增强树脂基复合材料)粘接接头在1 mm/min加载速率下的准静态抗拉强度与剪切强度,并对接头的失效断面进行宏观分析。结果表明:80℃高温老化后,胶黏剂发生后固化反应,力学性能增强,BFRP发生化学键断裂,玻璃化转变温度(T g)降低;老化30天后,接头的抗拉强度下降,剪切强度上升;30天后拉伸接头失效断面出现分层,剪切接头出现胶层内聚与纤维撕裂的混合失效;50℃高温老化后,胶黏剂的力学性能略微上升,拉伸接头的失效强度变化不大,失效模式以纤维撕裂和分层为主;剪切接头的失效强度略微上升,失效模式以胶层内聚为主。根据二次应力准则对抗拉强度和剪切强度进行曲线拟合;根据响应面原理,建立失效准则随老化时间的响应面方程,用以对铝合金-BFRP粘接结构胶层的裂纹产生和扩展进行预测。

摘要：为了研究服役温度对铝合金-碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料粘接接头准静态失效的影响,本文加工了铝合金-CFRP复合材料粘接接头。考虑车辆实际运行工况下的服役温度,选取低温(-40℃)、常温(20℃)和高温(80℃)三种环境温度,结合设计的Arcan夹具对铝合金-CFRP复合材料粘接接头分别进行1 mm/min和100 mm/min的准静态试验,得到不同温度下铝合金-CFRP复合材料对接接头(BJs)、45°嵌接接头(45°SJs)和剪切接头(TSJs)的准静态失效强度,并结合失效断面对接头失效形式进行分析,建立了失效准则方程和三维响应曲面。结果表明:不同加载速率下的铝合金-CFRP复合材料粘接接头失效强度在高温环境下均呈明显的下降趋势,在低温环境下均呈一定程度的上升趋势。高温下的失效模式为胶层的内聚失效,低温下的失效模式中纤维撕裂的比例上升。相对于1 mm/min加载速率下的准静态失效强度,各温度和应力状态下的铝合金-CFRP复合材料粘接接头在100 mm/min加载速率下的准静态失效强度明显提高。

摘要：为揭示玻璃纤维增强复合材料(GFRP)/铝合金和铝合金/铝合金粘接接头在不同温度和受力形式下的失效规律,加工了处于拉应力、剪应力和拉剪组合应力状态的粘接接头,分别在-40℃(低温)、25℃(常温)和80℃(高温)下进行了测试,结合胶粘剂的玻璃化转变温度(T_g),分析温度和应力状态对接头的失效强度、失效模式和失效准则的影响。结果表明:温度对GFRP/铝合金接头失效强度的影响与应力状态有关,但影响程度低于铝合金/铝合金接头;铝合金/铝合金接头大都是胶层内聚失效,但是GFRP/铝合金接头随着温度的降低和拉应力比例的升高,更容易发生纤维撕裂或分层失效,因而降低失效准则的拟合优度。因此在复合材料粘接结构设计中应尽量降低拉应力的比例,以减小纤维撕裂的倾向,同时在失效预测时须考虑纤维撕裂的影响。

摘要：在车辆轻量化设计过程中,为了预测BFRP/铝合金粘接接头在服役温度下的静态失效行为,加工了处于拉应力、剪应力与拉剪组合应力状态的粘接接头,根据车辆服役温度特点,选取-40℃、-10℃、20℃、50℃、80℃五个温度测点,通过准静态拉伸试验,得到不同应力状态下接头失效强度随温度的变化规律,分析了粘接接头失效形式和失效准则;基于粘接接头在不同温度下的拉、剪应力,建立了接头的二次应力失效准则方程,对不同温度下的接头强度进行失效预测。分析结果表明:粘接接头的失效强度受温度的影响明显,随温度升高,失效强度减小;粘接接头中剪应力和拉应力的不同占比也会对接头失效强度造成一定的影响,随着剪应力比例增大,温度升高使接头失效强度下降更明显;相比于低温-40℃,高温80℃时的拉伸接头与剪切接头失效强度的下降幅度分别为47.77%与61.49%;随着温度升高,粘接剂的失效应力和杨氏模量逐渐减小,而失效应变逐渐增大,说明温度很大程度上影响了粘接剂的力学性能;粘接接头失效形式为内聚和纤维撕裂的混合失效,拉应力作用下接头更容易发生纤维撕裂,并且随温度升高,纤维撕裂面积减小,因此,为了防止纤维撕裂,需要避免粘接接头受拉应力作用;粘接接头在不同温度下的二次应力失效准则曲线拟合精度均在0.957以上,并绘制了失效准则响应曲面,直观反映了粘接接头失效强度在车辆服役温度下的变化规律。

摘要：以某调车机车前窗粘接为例,在重量、加速度、冲击、振动、风压等条件下,计算PU胶的粘接接头所受载荷。利用PU胶供应商提供型式试验数据,计算粘接接头的载荷极限。最后,借助安全系数,详细评估了该PU胶的粘接接头应力和应变,证明该粘接接头符合使用要求。

摘要：详细分析了粘接接头失效的原因,在合理设计接头结构的前提下,通过工艺试验充分验证了两种聚氨酯胶间的黏附力是满足要求的,总结出了一套行之有效的密封胶修复工艺方法。

摘要：本文概述有关单板加筋式玻璃钢舰船用T型接头的设计问题。首先，对问题作了简要的回顾，对这类接头设计用的现行方法作了介绍。对起重要作用的各因素，特别是对接头特性具有重大影响的诸因素加以说明。这些因素在接头的试验和数值计算模型化中系统地予以考虑。给出了机械性能试验得到的载荷／挠度曲线，并说明了这种接头在载荷作用下的力学特性。然后使用数值有限元模型以深入了解内部载荷分配和破坏的机理。并采用模拟方法着重说明材料及结构形式变化对T型接头性能的重要影响。

摘要：铠装海缆的端部接头是实现缆体与上端浮体设备连接的重要部件,主要承担轴向荷载,接头连接性能成为限制海缆深水应用的关键瓶颈,其轴向承载能力预测工作具有重要意义。为研究接头轴向承载力的预测方法,本文首先基于双线内聚力模型开展了铠装海缆粘接接头脱粘失效的有限元分析,模拟了轴向加载过程中粘接界面的损伤及失效的过程,确定失效机理及轴向承载力随钢丝轴向位移的变化趋势,接着分析了接头内部铠装钢丝结构参数对轴向承载力的影响,以此数值分析结果为依据,最后讨论了不同铠装钢丝应力解析模型在轴向承载能力预测中的适用性。该研究结果可为动态海缆接头的连接设计提供参考。

摘要：为了保证轨道车辆粘接结构的安全可靠性,粘接结构设计时需要系统地分析所用胶粘剂的抗疲劳性能。从振动频率、加载载荷、基材表面处理方式等方面对轨道车辆应用的双组份环氧胶的剪切疲劳性能进行了测试分析。