隨著汽車產業(yè)規(guī)模的不斷擴大,其所帶來的能源消耗和環(huán)境污染等問題日益嚴重。而通過多材料混合使用實現汽車輕量化是解決當前所面臨問題的有效途徑之一。CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastic）、鋁合金、鎂合金以及高強度鋼等材料憑借其良好的輕量化效果,在汽車工業(yè)中的應用日益廣泛。實現不同材料之間的有效連接是多材料汽車結構設計中的關鍵技術之一。粘接結構能夠在不破壞基材的同時提供一定連接強度,在異種材料特別是涉及CFRP的連接中扮演重要角色。膠粘劑及復合材料具有溫度敏感性,環(huán)境溫度的變化會影響其力學性能。同時長期濕熱環(huán)境可能導致粘接結構發(fā)生老化。除了外部環(huán)境影響外,車用粘接結構在服役過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,粘接結構性能會出現一定程度的退化。因此,研究溫度、濕度及交變載荷單獨或耦合作用對復合材料粘接接頭性能的影響,提供有效的粘接結構失效預測方法,具有十分重要的意義。本文基于國家自然科學基金項目“面向新材料車身的粘接結構老化壽命預測方法研究（51775230）”,重點研究溫度、濕度和交變載荷三種因素單獨及耦合作用下的CFRP/鋁合... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：198 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 幾何及工藝參數對復合材料粘接接頭性能的影響
        1.2.1 幾何參數
        1.2.2 工藝參數
    1.3 溫、濕環(huán)境以及交變載荷對復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 粘接結構分析方法
    1.5 論文選題與研究內容
第2章 交變載荷對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 試驗材料
        2.2.2 CFRP/鋁合金粘接接頭設計與制作
    2.3 試驗測試
        2.3.1 不同表面粗糙度CFRP粘接接頭測試
        2.3.2 載荷老化試驗
    2.4 測試結果與分析
        2.4.1 CFRP表面粗糙度對粘接接頭性能影響
        2.4.2 交變載荷對粘接接頭性能的影響
    2.5 本章小結
第3章 溫度-交變載荷耦合老化對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 試驗測試
        3.3.1 不同溫度下接頭準靜態(tài)性能測試
        3.3.2 粘接接頭老化試驗
        3.3.3 膠粘劑與CFRP的FTIR測試
        3.3.4 膠粘劑與CFRP的DSC測試
    3.4 測試結果與分析
        3.4.1 膠粘劑與CFRP的FTIR測試結果
        3.4.2 膠粘劑與CFRP的DSC測試結果
        3.4.3 服役溫度對粘接接頭性能的影響
        3.4.4 溫度老化對粘接接頭性能的影響
        3.4.5 溫度與交變載荷耦合老化對粘接接頭性能的影響
    3.5 本章小結
第4章 濕熱-交變載荷耦合老化對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 試驗測試
        4.3.1 粘接接頭老化試驗
        4.3.2 膠粘劑與CFRP的FTIR、DSC測試
    4.4 測試結果與分析
        4.4.1 膠粘劑與CFRP的FTIR測試結果
        4.4.2 膠粘劑與CFRP的DSC測試結果
        4.4.3 濕熱老化對粘接接頭性能的影響
        4.4.4 濕熱與交變載荷耦合老化對粘接接頭性能的影響
    4.5 本章小結
第5章 溫度、濕度對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 試驗測試
        5.3.1 試驗裝置
        5.3.2 試驗方案
    5.4 溫度對粘接接頭疲勞性能的影響
    5.5 濕熱環(huán)境對粘接接頭疲勞性能的影響
    5.6 本章小結
第6章 基于膠粘劑化學特性的老化后粘接接頭失效強度預測方法
    6.1 引言
    6.2 材料選擇與接頭制作
    6.3 試驗方案設計
        6.3.1 人工加速濕熱老化試驗
        6.3.2 膠粘劑FTIR測試
    6.4 測試結果與分析
        6.4.1 長期高溫高濕環(huán)境對粘接接頭性能影響
        6.4.2 膠粘劑FTIR測試結果
    6.5 基于單個官能團的老化后粘接接頭失效強度預測
        6.5.1 官能團吸光度與失效強度相關性評價
        6.5.2 粘接接頭失效強度預測函數的建立與驗證
    6.6 基于特征官能團權重組合的老化后粘接接頭失效強度預測
    6.7 濕熱與交變載荷耦合老化后的粘接接頭失效強度預測
    6.8 本章小結
第7章 基于膠粘劑化學特性及內聚力模型的粘接接頭失效預測方法
    7.1 引言
    7.2 單搭接接頭濕熱老化試驗
        7.2.1 試件制作和試驗測試
        7.2.2 試驗結果分析
    7.3 有限元數值模擬
        7.3.1 雙線性牽引力-位移法則
        7.3.2 有限元模型建立與內聚參數修正
        7.3.3 仿真結果分析
    7.4 初始失效準則影響研究
        7.4.1 老化前后不同應力狀態(tài)下粘接接頭準靜態(tài)拉伸試驗
        7.4.2 老化前后初始失效準則建立
        7.4.3 用戶材料子程序編寫及軟件嵌入
        7.4.4 仿真計算與結果分析
    7.5 本章小結
第8章 總結與展望
    8.1 全文總結
    8.2 主要創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
作者簡介 及在學期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3196341