AA5182鋁合金膠接接頭動態(tài)剪切性能研究
發(fā)布時(shí)間：2022-01-05 16:17
采用膠接技術(shù)對AA5182鋁合金進(jìn)行了連接,并通過準(zhǔn)靜態(tài)與高速剪切測試對輕量化材料AA5182鋁合金單搭接膠接接頭的準(zhǔn)靜態(tài)剪切性能和高速剪切性能進(jìn)行了對比與分析。通過光學(xué)顯微鏡對不同剪切速度下的接頭失效模式進(jìn)行了觀測與分析,并對被粘接材料的塑性變形量進(jìn)行了對比。結(jié)果表明,對于AA5182鋁合金膠接接頭,其高速剪切強(qiáng)度高于準(zhǔn)靜態(tài)剪切強(qiáng)度。加載速度對接頭失效模式和被粘接材料的塑性變形量也有一定的影響。與準(zhǔn)靜態(tài)剪切試驗(yàn)相比,在高速剪切試驗(yàn)中,由于接頭的失效載荷更大,AA5182鋁合金膠接接頭失效時(shí)的位移和鋁合金板的伸長量也更大。
【文章來源】：塑性工程學(xué)報(bào). 2020,27(10)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
膠接接頭幾何尺寸
首先，將被粘接區(qū)域用砂紙進(jìn)行打磨，去除鋁合金板件表層的油污和氧化物，保證表面質(zhì)量以便于粘接。其次，用丙酮進(jìn)行清洗去脂，劃定涂膠區(qū)域，并將膠粘劑均勻地涂抹在兩塊板件的粘接區(qū)域。最后，將兩塊板件搭接在一起，并用夾具將其固定，刮去多余溢出的膠粘劑之后，將接頭放置于加熱箱中，以170℃的恒溫加熱固化30 min。完成固化后的膠接接頭如圖2所示，接頭的整體尺寸約為25 mm×187.5 mm。1.3 試驗(yàn)方法
圖3所示為AA5182鋁合金膠接接頭在準(zhǔn)靜態(tài)剪切與高速剪切條件下的載荷-位移曲線，可以看出兩種載荷下剪切強(qiáng)度存在一定的差異。準(zhǔn)靜態(tài)剪切時(shí)，接頭的失效載荷明顯低于高速剪切狀態(tài)，約50%左右。而且，準(zhǔn)靜態(tài)剪切下膠接結(jié)構(gòu)的失效位移較小，而在高速剪切試驗(yàn)中，膠接結(jié)構(gòu)的失效位移更大，膠接板件在長度方向上的變形量也更大。除此之外，準(zhǔn)靜態(tài)剪切的載荷-位移曲線較為平滑，而高速剪切試驗(yàn)中的載荷-位移曲線出現(xiàn)了較為明顯的波動。原因是由于在高速剪切試驗(yàn)中，失效過程非常短，接頭在短時(shí)間內(nèi)的漸進(jìn)失效和分階段失效導(dǎo)致了曲線出現(xiàn)波動[14]，在高速剪切過程中，接頭最終失效前會由于沖擊發(fā)生局部失效并且導(dǎo)致接頭的剛度在短時(shí)間內(nèi)突然降低，從而出現(xiàn)拉伸載荷短暫下降的現(xiàn)象。而在準(zhǔn)靜態(tài)剪切試驗(yàn)中，由于失效時(shí)間較長，在接頭斷裂前微裂紋有充分的時(shí)間擴(kuò)展，接頭沒有明顯的分階段失效的現(xiàn)象，載荷上升較為平緩。圖4所示為膠接接頭在不同剪切加載速度下的剪切強(qiáng)度對比圖，當(dāng)加載速度從2 mm·min-1提升至6×105mm·min-1時(shí)，接頭剪切強(qiáng)度相較于準(zhǔn)靜態(tài)有了很大的提升，平均剪切強(qiáng)度從16.3 MPa增加至25.1 MPa，滿足工業(yè)應(yīng)用的需求。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CFRP與AA6022-T4鋁合金的自沖鉚接接頭力學(xué)性能分析[J]. 張凱,閔峻英,林建平,王云慶,朱峰,吳泳榮. 鍛壓技術(shù). 2019(01)
[2]HC340LA動態(tài)力學(xué)性能研究及在碰撞工況中的仿真應(yīng)用[J]. 李凡,黃家奇,孫啟林,吳海龍,劉凱,王立新,曹家健. 鍛壓技術(shù). 2019(01)
[3]某電動汽車前艙輕量化設(shè)計(jì)[J]. 謝暉,王品健,王杭燕. 塑性工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]粘接劑對三明治結(jié)構(gòu)自沖鉚接頭力學(xué)性能的影響[J]. 丁文有,何曉聰,劉洋,劉佳沐. 塑性工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術(shù). 2016(02)
[6]塑料復(fù)合材料在汽車輕量化中的應(yīng)用[J]. 馬鳴圖,魏莉霞,朱麗娟. 化工新型材料. 2011(11)
[7]轎車副車架輕量化技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 張立玲,黃黎,葉子青,林逸,趙紅偉,馬正東. 塑性工程學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]碳纖維復(fù)合材料膠接工藝研究[J]. 靳武剛. 航天工藝. 2001(03)
[9]加載速率對膠接單搭接頭剪切強(qiáng)度的影響[J]. 游敏,鄭小玲,鄭勇,孫兵兵. 武漢水利電力大學(xué)(宜昌)學(xué)報(bào). 1999(03)
本文編號：3570671
【文章來源】：塑性工程學(xué)報(bào). 2020,27(10)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
膠接接頭幾何尺寸
首先，將被粘接區(qū)域用砂紙進(jìn)行打磨，去除鋁合金板件表層的油污和氧化物，保證表面質(zhì)量以便于粘接。其次，用丙酮進(jìn)行清洗去脂，劃定涂膠區(qū)域，并將膠粘劑均勻地涂抹在兩塊板件的粘接區(qū)域。最后，將兩塊板件搭接在一起，并用夾具將其固定，刮去多余溢出的膠粘劑之后，將接頭放置于加熱箱中，以170℃的恒溫加熱固化30 min。完成固化后的膠接接頭如圖2所示，接頭的整體尺寸約為25 mm×187.5 mm。1.3 試驗(yàn)方法
圖3所示為AA5182鋁合金膠接接頭在準(zhǔn)靜態(tài)剪切與高速剪切條件下的載荷-位移曲線，可以看出兩種載荷下剪切強(qiáng)度存在一定的差異。準(zhǔn)靜態(tài)剪切時(shí)，接頭的失效載荷明顯低于高速剪切狀態(tài)，約50%左右。而且，準(zhǔn)靜態(tài)剪切下膠接結(jié)構(gòu)的失效位移較小，而在高速剪切試驗(yàn)中，膠接結(jié)構(gòu)的失效位移更大，膠接板件在長度方向上的變形量也更大。除此之外，準(zhǔn)靜態(tài)剪切的載荷-位移曲線較為平滑，而高速剪切試驗(yàn)中的載荷-位移曲線出現(xiàn)了較為明顯的波動。原因是由于在高速剪切試驗(yàn)中，失效過程非常短，接頭在短時(shí)間內(nèi)的漸進(jìn)失效和分階段失效導(dǎo)致了曲線出現(xiàn)波動[14]，在高速剪切過程中，接頭最終失效前會由于沖擊發(fā)生局部失效并且導(dǎo)致接頭的剛度在短時(shí)間內(nèi)突然降低，從而出現(xiàn)拉伸載荷短暫下降的現(xiàn)象。而在準(zhǔn)靜態(tài)剪切試驗(yàn)中，由于失效時(shí)間較長，在接頭斷裂前微裂紋有充分的時(shí)間擴(kuò)展，接頭沒有明顯的分階段失效的現(xiàn)象，載荷上升較為平緩。圖4所示為膠接接頭在不同剪切加載速度下的剪切強(qiáng)度對比圖，當(dāng)加載速度從2 mm·min-1提升至6×105mm·min-1時(shí)，接頭剪切強(qiáng)度相較于準(zhǔn)靜態(tài)有了很大的提升，平均剪切強(qiáng)度從16.3 MPa增加至25.1 MPa，滿足工業(yè)應(yīng)用的需求。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CFRP與AA6022-T4鋁合金的自沖鉚接接頭力學(xué)性能分析[J]. 張凱,閔峻英,林建平,王云慶,朱峰,吳泳榮. 鍛壓技術(shù). 2019(01)
[2]HC340LA動態(tài)力學(xué)性能研究及在碰撞工況中的仿真應(yīng)用[J]. 李凡,黃家奇,孫啟林,吳海龍,劉凱,王立新,曹家健. 鍛壓技術(shù). 2019(01)
[3]某電動汽車前艙輕量化設(shè)計(jì)[J]. 謝暉,王品健,王杭燕. 塑性工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]粘接劑對三明治結(jié)構(gòu)自沖鉚接頭力學(xué)性能的影響[J]. 丁文有,何曉聰,劉洋,劉佳沐. 塑性工程學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術(shù). 2016(02)
[6]塑料復(fù)合材料在汽車輕量化中的應(yīng)用[J]. 馬鳴圖,魏莉霞,朱麗娟. 化工新型材料. 2011(11)
[7]轎車副車架輕量化技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 張立玲,黃黎,葉子青,林逸,趙紅偉,馬正東. 塑性工程學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]碳纖維復(fù)合材料膠接工藝研究[J]. 靳武剛. 航天工藝. 2001(03)
[9]加載速率對膠接單搭接頭剪切強(qiáng)度的影響[J]. 游敏,鄭小玲,鄭勇,孫兵兵. 武漢水利電力大學(xué)(宜昌)學(xué)報(bào). 1999(03)
本文編號：3570671
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