采用鈦合金與芳綸纖維復(fù)合材料制備單搭接膠接接頭。利用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）、應(yīng)變采集系統(tǒng)與OM對(duì)拉伸載荷下的接頭應(yīng)變與失效模式進(jìn)行表征,分析拉伸過(guò)程中不同時(shí)刻接頭表面應(yīng)變與失效形貌,研究異質(zhì)材料膠接接頭失效形式。結(jié)果表明,復(fù)合材料端頭剪切與剝離應(yīng)力集中,接頭在此處開(kāi)始失效;隨著時(shí)間延長(zhǎng),接頭失效后復(fù)合材料表面出現(xiàn)高拉伸應(yīng)變區(qū)域,鈦合金表面出現(xiàn)高彎曲應(yīng)變區(qū)域,兩者沿脫粘方向移動(dòng);剩余粘接區(qū)域邊緣被膠接件拉伸且彎曲應(yīng)力進(jìn)一步提高,促使接頭失效;接頭依次出現(xiàn)復(fù)合材料層間與鈦合金-膠層界面失效。 

【文章來(lái)源】：材料導(dǎo)報(bào). 2020,34(20)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

低剛度被膠接件受載變形示意圖

結(jié)合接頭側(cè)面不同時(shí)刻X與Y方向應(yīng)變場(chǎng)發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料與鈦合金剛度不匹配引起復(fù)合材料端頭處膠層產(chǎn)生較大剝離與剪切應(yīng)力,使接頭發(fā)生失效。失效過(guò)程中,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),膠層剝離與剪切應(yīng)力進(jìn)一步提高,損傷接頭受次彎曲效應(yīng)影響更加顯著。2.2 鈦合金-芳綸纖維復(fù)合材料接頭表面應(yīng)變分布

圖7為接頭復(fù)合材料表面不同時(shí)刻的應(yīng)變。0～100 s,隨拉伸載荷增加搭接區(qū)域外A點(diǎn)應(yīng)變也增加,搭接區(qū)域內(nèi)應(yīng)變?cè)黾泳徛?越接近復(fù)合材料端頭應(yīng)變?cè)酱?B點(diǎn)應(yīng)變大于C點(diǎn)和D點(diǎn)。100 s時(shí)拉伸載荷降低A點(diǎn)應(yīng)變也降低,隨后持續(xù)增加;B點(diǎn)處,復(fù)合材料在100 s時(shí)脫粘,應(yīng)變急劇增加,直至與A點(diǎn)應(yīng)變相同,隨后應(yīng)變超過(guò)A點(diǎn)持續(xù)上升;C點(diǎn)與D點(diǎn)位于粘接區(qū)域內(nèi),應(yīng)變?cè)黾泳徛?剩余粘接區(qū)域單位面積承載能力提高。146～184 s,A點(diǎn)與B點(diǎn)應(yīng)變?cè)?46 s時(shí)降低,隨后緩慢增加;C點(diǎn)處,復(fù)合材料進(jìn)一步脫粘,應(yīng)變急劇增加,超過(guò)A點(diǎn)與B點(diǎn)應(yīng)變并超出應(yīng)變采集量程,應(yīng)變片損壞;D點(diǎn)仍位于粘接區(qū)域內(nèi),應(yīng)變緩慢增加。184 s時(shí),接頭完全失效,A點(diǎn)應(yīng)變降低至2 020με,B點(diǎn)應(yīng)變降低至6 230με,D點(diǎn)應(yīng)變降低至0με。圖8為接頭鈦合金表面不同時(shí)刻的應(yīng)變。0～100 s,受復(fù)合材料端頭偏移及次彎曲效應(yīng)影響,鈦合金E與F處主要承受彎曲應(yīng)力,應(yīng)變?yōu)樨?fù)。75～100 s,鈦合金逐步與復(fù)合材料脫粘,彎曲應(yīng)力減弱,E點(diǎn)處應(yīng)變?cè)黾?G與H處應(yīng)變隨拉伸載荷增加,應(yīng)變?yōu)檎?00～146 s,E點(diǎn)處在100 s時(shí)鈦合金脫粘,此后應(yīng)變近似為0με;F點(diǎn)處在100 s時(shí)應(yīng)變急劇降低,隨后彎曲應(yīng)力減弱,應(yīng)變逐漸增加;G與H點(diǎn)處彎曲應(yīng)力增加,G點(diǎn)應(yīng)變由正轉(zhuǎn)負(fù),H點(diǎn)拉伸正應(yīng)變與彎曲負(fù)應(yīng)變抵消,應(yīng)變基本保持不變。146～184 s,F點(diǎn)處在146 s時(shí)鈦合金進(jìn)一步脫粘,此后應(yīng)變近似為0με;G與H點(diǎn)受彎曲應(yīng)力影響應(yīng)變急劇降低。在184 s時(shí),接頭完全失效,脫粘后G點(diǎn)應(yīng)變由-690με增至27με,H點(diǎn)應(yīng)變由-82με增至-25με。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋼和碳纖維增強(qiáng)材料膠接研究現(xiàn)狀[J]. 劉雷,王敏,孔諒,華學(xué)明,胡沛源,褚衛(wèi)東,王大明.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(S2)



本文編號(hào)：3404031