隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,其所帶來(lái)的能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重。而通過(guò)多材料混合使用實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化是解決當(dāng)前所面臨問(wèn)題的有效途徑之一。CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastic）、鋁合金、鎂合金以及高強(qiáng)度鋼等材料憑借其良好的輕量化效果,在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。實(shí)現(xiàn)不同材料之間的有效連接是多材料汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。粘接結(jié)構(gòu)能夠在不破壞基材的同時(shí)提供一定連接強(qiáng)度,在異種材料特別是涉及CFRP的連接中扮演重要角色。膠粘劑及復(fù)合材料具有溫度敏感性,環(huán)境溫度的變化會(huì)影響其力學(xué)性能。同時(shí)長(zhǎng)期濕熱環(huán)境可能導(dǎo)致粘接結(jié)構(gòu)發(fā)生老化。除了外部環(huán)境影響外,車(chē)用粘接結(jié)構(gòu)在服役過(guò)程中受到交變載荷的作用,容易發(fā)生疲勞失效。而且在載荷持續(xù)作用下,粘接結(jié)構(gòu)性能會(huì)出現(xiàn)一定程度的退化。因此,研究溫度、濕度及交變載荷單獨(dú)或耦合作用對(duì)復(fù)合材料粘接接頭性能的影響,提供有效的粘接結(jié)構(gòu)失效預(yù)測(cè)方法,具有十分重要的意義。本文基于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向新材料車(chē)身的粘接結(jié)構(gòu)老化壽命預(yù)測(cè)方法研究（51775230）”,重點(diǎn)研究溫度、濕度和交變載荷三種因素單獨(dú)及耦合作用下的CFRP/鋁合... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：198 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 幾何及工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料粘接接頭性能的影響
        1.2.1 幾何參數(shù)
        1.2.2 工藝參數(shù)
    1.3 溫、濕環(huán)境以及交變載荷對(duì)復(fù)合材料粘接接頭性能的影響
        1.3.1 環(huán)境溫度影響
            1.3.1.1 膠粘劑與復(fù)合材料
            1.3.1.2 粘接接頭
        1.3.2 溫度老化
            1.3.2.1 膠粘劑與復(fù)合材料
            1.3.2.2 粘接接頭
        1.3.3 濕度影響
            1.3.3.1 膠粘劑與復(fù)合材料
            1.3.3.2 粘接接頭
        1.3.4 交變載荷影響
        1.3.5 耦合影響
            1.3.5.1 溫度、濕度耦合
            1.3.5.2 溫度、濕度及交變載荷耦合影響
    1.4 粘接結(jié)構(gòu)分析方法
    1.5 論文選題與研究?jī)?nèi)容
第2章 交變載荷對(duì)CFRP/鋁合金粘接接頭性能的影響
    2.1 引言
    2.2 材料選擇與接頭制作
        2.2.1 試驗(yàn)材料
        2.2.2 CFRP/鋁合金粘接接頭設(shè)計(jì)與制作
    2.3 試驗(yàn)測(cè)試
        2.3.1 不同表面粗糙度CFRP粘接接頭測(cè)試
        2.3.2 載荷老化試驗(yàn)
    2.4 測(cè)試結(jié)果與分析
        2.4.1 CFRP表面粗糙度對(duì)粘接接頭性能影響
        2.4.2 交變載荷對(duì)粘接接頭性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 溫度-交變載荷耦合老化對(duì)CFRP/鋁合金粘接接頭性能的影響
    3.1 引言
    3.2 材料選擇與試樣制作
    3.3 試驗(yàn)測(cè)試
        3.3.1 不同溫度下接頭準(zhǔn)靜態(tài)性能測(cè)試
        3.3.2 粘接接頭老化試驗(yàn)
        3.3.3 膠粘劑與CFRP的FTIR測(cè)試
        3.3.4 膠粘劑與CFRP的DSC測(cè)試
    3.4 測(cè)試結(jié)果與分析
        3.4.1 膠粘劑與CFRP的FTIR測(cè)試結(jié)果
        3.4.2 膠粘劑與CFRP的DSC測(cè)試結(jié)果
        3.4.3 服役溫度對(duì)粘接接頭性能的影響
        3.4.4 溫度老化對(duì)粘接接頭性能的影響
        3.4.5 溫度與交變載荷耦合老化對(duì)粘接接頭性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 濕熱-交變載荷耦合老化對(duì)CFRP/鋁合金粘接接頭性能的影響
    4.1 引言
    4.2 材料選擇與試樣制作
    4.3 試驗(yàn)測(cè)試
        4.3.1 粘接接頭老化試驗(yàn)
        4.3.2 膠粘劑與CFRP的FTIR、DSC測(cè)試
    4.4 測(cè)試結(jié)果與分析
        4.4.1 膠粘劑與CFRP的FTIR測(cè)試結(jié)果
        4.4.2 膠粘劑與CFRP的DSC測(cè)試結(jié)果
        4.4.3 濕熱老化對(duì)粘接接頭性能的影響
        4.4.4 濕熱與交變載荷耦合老化對(duì)粘接接頭性能的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 溫度、濕度對(duì)CFRP/鋁合金粘接接頭疲勞性能的影響
    5.1 引言
    5.2 材料選擇與試樣制作
    5.3 試驗(yàn)測(cè)試
        5.3.1 試驗(yàn)裝置
        5.3.2 試驗(yàn)方案
    5.4 溫度對(duì)粘接接頭疲勞性能的影響
    5.5 濕熱環(huán)境對(duì)粘接接頭疲勞性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于膠粘劑化學(xué)特性的老化后粘接接頭失效強(qiáng)度預(yù)測(cè)方法
    6.1 引言
    6.2 材料選擇與接頭制作
    6.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        6.3.1 人工加速濕熱老化試驗(yàn)
        6.3.2 膠粘劑FTIR測(cè)試
    6.4 測(cè)試結(jié)果與分析
        6.4.1 長(zhǎng)期高溫高濕環(huán)境對(duì)粘接接頭性能影響
        6.4.2 膠粘劑FTIR測(cè)試結(jié)果
    6.5 基于單個(gè)官能團(tuán)的老化后粘接接頭失效強(qiáng)度預(yù)測(cè)
        6.5.1 官能團(tuán)吸光度與失效強(qiáng)度相關(guān)性評(píng)價(jià)
        6.5.2 粘接接頭失效強(qiáng)度預(yù)測(cè)函數(shù)的建立與驗(yàn)證
    6.6 基于特征官能團(tuán)權(quán)重組合的老化后粘接接頭失效強(qiáng)度預(yù)測(cè)
    6.7 濕熱與交變載荷耦合老化后的粘接接頭失效強(qiáng)度預(yù)測(cè)
    6.8 本章小結(jié)
第7章 基于膠粘劑化學(xué)特性及內(nèi)聚力模型的粘接接頭失效預(yù)測(cè)方法
    7.1 引言
    7.2 單搭接接頭濕熱老化試驗(yàn)
        7.2.1 試件制作和試驗(yàn)測(cè)試
        7.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
    7.3 有限元數(shù)值模擬
        7.3.1 雙線(xiàn)性牽引力-位移法則
        7.3.2 有限元模型建立與內(nèi)聚參數(shù)修正
        7.3.3 仿真結(jié)果分析
    7.4 初始失效準(zhǔn)則影響研究
        7.4.1 老化前后不同應(yīng)力狀態(tài)下粘接接頭準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)
        7.4.2 老化前后初始失效準(zhǔn)則建立
        7.4.3 用戶(hù)材料子程序編寫(xiě)及軟件嵌入
        7.4.4 仿真計(jì)算與結(jié)果分析
    7.5 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介 及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]不同相對(duì)濕度下膠瘤對(duì)CFRP-鋁合金單搭接接頭強(qiáng)度的影響研究[D]. 劉超.大連理工大學(xué) 2019
[2]濕熱環(huán)境對(duì)CFRP層板性能影響及機(jī)理研究[D]. 鞏天琛.中國(guó)民航大學(xué) 2017
[3]處理鋁合金與碳纖維板材粘接工藝性能實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D]. 徐亞男.吉林大學(xué) 2017
[4]膠粘疲勞裂紋擴(kuò)展特性研究[D]. 費(fèi)文杰.湖南大學(xué) 2016
[5]鋼-CFRP膠接接頭疲勞損傷特性試驗(yàn)研究[D]. 趙京南.大連理工大學(xué) 2016
[6]溫濕度對(duì)T700S/#2510和G30-500/TC275復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[D]. 汪浩成.南昌大學(xué) 2014
[7]振動(dòng)載荷下單搭接接頭的疲勞特性研究[D]. 周申光.大連理工大學(xué) 2014
[8]環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑粘接結(jié)構(gòu)性能的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D]. 張永祥.鄭州大學(xué) 2014
[9]含孔隙CFRP層合板的濕熱老化與力學(xué)性能退化[D]. 劉娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[10]基于內(nèi)聚力模型的膠接結(jié)構(gòu)疲勞特性研究[D]. 吳坤岳.大連理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3196341