以直徑為80 mm,壁厚為1 mm的碳纖維復合管-Al合金膠接接頭為研究對象,通過整體拉伸試驗比較了不同膠接長度、膠層厚度、外加緊固件對接頭破壞載荷的影響。結(jié)果表明:膠接面的破壞載荷隨著膠接長度的增大先增大后減小,隨著膠層厚度的增大而降低。隨著膠接長度和厚度的增加,膠接面由復合材料分層破壞和部分膠層的剪切破壞轉(zhuǎn)向膠接界面剝離破壞。在膠接面上施加緊固件能夠抵消部分附加彎矩引起的剝離應力,從而提高接頭的破壞載荷。膠接長度為100 mm,膠層厚度為0.01 mm～0.02 mm,施加三條非均布緊固件的膠接面能夠承受最大為255 kN的破壞載荷。

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【部分圖文】：

圖1 膠接長度對破壞載荷的影響

增大膠接長度是提高接頭整體承載性能的有效方法。從圖1可以看出:隨著膠接長度由60mm增大至140mm,接頭的破壞載荷先增大然后減小,破壞載荷在100mm長度處達到最大值。搭接長度的增大使得膠層承載面積增大,提高了膠接面抗破壞的載荷。但是較長的膠接長度也更容易使膠接部位出現(xiàn)膠....

圖2 不同膠接長度的膠接面破壞

圖2為不同膠接長度的膠接面破壞。從圖上可以看出,當膠接長度較短時,接頭的失效為膠層的粘附破壞,在接頭表面沒有出現(xiàn)纖維撕裂的跡象。隨著膠接長度的增加,膠接面除了有膠層的粘附破壞,還出現(xiàn)了復合材料的分層破壞,并在膠接面內(nèi)以基體開裂的形式沿45°纖維鋪層方向擴展。接頭繼續(xù)加長,在接頭端....

圖3 膠層厚度對破壞載荷的影響

圖3為膠接接頭的膠層厚度與破壞載荷的關(guān)系。由圖可以看出:隨著膠層厚度的增加,膠接面所能承受的破壞載荷趨于變小。當膠層厚度在0.1mm～0.2mm范圍內(nèi),膠層承受的破壞載荷變化不大,但是膠層厚度增大到0.25mm～0.3mm時,膠接面所承受的破壞載荷急劇下降,大約為前者的4....

圖4 不同厚度膠層的膠接面破壞

膠層厚度的增加造成破壞載荷下降的原因可以由圖4看出。研究破壞后的膠接面發(fā)現(xiàn):膠接厚度不同,膠接面的破壞機理也不相同。當膠層厚度為0.1mm～0.2mm時,由于膠層較薄,缺陷引起的破壞較小,膠接面的失效形式主要為膠接區(qū)的復合材料分層破壞和部分膠層的剪切破壞。當膠層厚度為0.25....

本文編號：4036940