車身膠粘結(jié)構(gòu)斷裂失效準(zhǔn)則改進(jìn)研究
發(fā)布時間:2021-09-06 12:06
目前隨著對汽車燃油經(jīng)濟性和排放性能要求日益嚴(yán)苛,除了發(fā)展新能源汽車與高效率發(fā)動機外,減輕車身結(jié)構(gòu)的重量也是實現(xiàn)節(jié)能減排的一項重要技術(shù)途徑。多材料車身不僅能夠較明顯的減輕車身重量還能提高車身的各項性能,將是未來車身結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢。多材料車身中異種材料的連接成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。膠粘技術(shù)作為新型連接方式能夠在不破壞連接材料的前提下實現(xiàn)異種材料的連接而且膠粘結(jié)構(gòu)還具有承載面積大,膠粘面應(yīng)力分布均勻等優(yōu)點。但是,目前其應(yīng)用主要局限在車身中受力不大的非承載結(jié)構(gòu)件上,導(dǎo)致其應(yīng)用還無法普及的主要原因是目前還沒有專門針對膠粘結(jié)構(gòu)在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的強度評價準(zhǔn)則,致使在早期工程設(shè)計階段利用有限元仿真分析時缺乏有效的失效準(zhǔn)則。在工程領(lǐng)域斷裂失效一旦發(fā)生往往會造成較為嚴(yán)重的后果,所以預(yù)測與預(yù)防膠粘結(jié)構(gòu)的失效具有重要意義。本文針對現(xiàn)有失效準(zhǔn)則的描述與膠粘結(jié)構(gòu)的真實失效不能很好吻合的問題,以聚氨酯膠粘劑ISR-7008/鋁合金膠粘接頭為研究對象,利用試驗測試與仿真分析相結(jié)合的方法建立一種基于應(yīng)力的斷裂失效準(zhǔn)則,本文具體研究內(nèi)容包括以下幾方面:第一:以同時承受拉剪載荷的膠粘接頭為研究對象,設(shè)計五組典型拉剪比的...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
膠粘接頭的失效形式
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2.1 膠粘接頭膠層受力示意圖2.3 試驗研究方案2.3.1 不同拉剪比接頭的設(shè)計與制作此前本課題組已對膠粘接頭的形狀和幾何尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的分析[62],本文按照一定插值制定了五組典型拉剪比的膠粘接頭試驗,分別用純剪切、30°嵌接、45°嵌接、60°嵌接、對接對每種接頭進(jìn)行標(biāo)記,不同拉剪比的接頭通過不同的嵌接角度的膠粘接頭實現(xiàn)。不同拉剪比的接頭幾何形狀和尺寸如圖 2.2(a)所示,膠粘接頭由兩根鋁合金試棒和兩者之間的一層膠粘劑組成。不同拉剪比的接頭的嵌接角度 也不同。為了方便進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗在鋁合金試棒的非膠粘一端設(shè)有通孔,使之通過銷軸與拉伸試驗機的十字萬向節(jié)進(jìn)行連接。為了提高膠粘接頭工裝夾具的通用性,減少因膠粘工藝差別帶來差異性,在對接接頭的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種輔助夾具,由此可以實現(xiàn)對接接頭做剪切試驗,功能實現(xiàn)示意圖如圖2.2(b)所示
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.3 膠粘接頭工裝夾具圖2.4 通過游標(biāo)卡尺確定膠層厚度針對 ISR-7008 在工程中常用的膠粘厚度,在本文中膠層的厚度選擇 1mm。不同接頭形式的膠粘接頭的數(shù)量明細(xì)表如表 2.1 所示。表2.1 不同接頭形式的膠粘接頭數(shù)量接頭形式 膠粘接頭數(shù)量(個)剪切接頭 530°嵌接接頭 545°嵌接接頭 560°嵌接接頭 5對接接頭 52.3.2 膠粘劑啞鈴型試件制備本文采用的是聚氨酯膠粘劑 ISR-7008,該膠粘劑廣泛應(yīng)用于汽車、軌道車輛的玻璃與車體連接處。該膠粘劑固化是通過濕氣固化,固化后將變成永久彈性體[62]。選擇的膠粘基材為 6005A 鋁合金,6 系鋁合金有較高的強度、耐腐蝕,有較好輕量化效果,在軌道車輛
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城市軌道車輛前窗粘接強度校核分析[J]. 石啟龍,劉斌. 機械工程與自動化. 2018(06)
[2]淺談新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J]. 季彩萍. 時代農(nóng)機. 2018(04)
[3]復(fù)合材料膠接修理層合板拉伸性能及影響參數(shù)[J]. 聶恒昌,徐吉峰,關(guān)志東,黎增山,王鑫. 材料工程. 2017(10)
[4]復(fù)合材料膠接接頭強度設(shè)計研究[J]. 孫中雷,張國凡. 計算機仿真. 2017(03)
[5]應(yīng)用于軌道車輛中的粘接強度計算與分析[J]. 劉杰. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(01)
[6]汽車輕量化技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 武萬斌,年雪山. 汽車工程師. 2017(01)
[7]車用碳纖維復(fù)合材料性能及成型工藝[J]. 張婧,于今,熊磊,孫巍. 科技導(dǎo)報. 2016(08)
[8]膠厚對單搭粘接接頭強度影響的試驗與仿真研究[J]. 王玉奇,何曉聰,邢保英,周森. 機械強度. 2014(06)
[9]我國新能源汽車發(fā)展利弊因素分析及前景展望[J]. 王媛. 哈爾濱學(xué)院學(xué)報. 2013(10)
[10]基于等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力的電阻點焊疲勞壽命預(yù)測[J]. 孫成智,曹廣軍. 焊接學(xué)報. 2011(01)
博士論文
[1]溫度濕度對車用聚氨酯粘接劑靜態(tài)強度的影響研究[D]. 范以撒.吉林大學(xué) 2018
[2]高速動車組側(cè)窗粘接結(jié)構(gòu)強度校核方法研究[D]. 劉玉.吉林大學(xué) 2016
[3]膠接接頭濕熱環(huán)境耐久性試驗與建模研究[D]. 韓嘯.大連理工大學(xué) 2014
[4]鋼鋁混合材料車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計關(guān)鍵問題與應(yīng)用研究[D]. 周云郊.華南理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]汽車輕量化車身智能工廠精益化設(shè)計方案研究[D]. 王欣.吉林大學(xué) 2018
[2]CFRP與DC04鋼膠接接頭力學(xué)性能研究與失效行為分析[D]. 郭帥.湖南大學(xué) 2017
[3]高速動車組鋁合金車體用材基本疲勞性能研究[D]. 王亞鵬.北京交通大學(xué) 2013
[4]內(nèi)聚力模型的分析及有限元子程序開發(fā)[D]. 黃劉剛.鄭州大學(xué) 2010
[5]劈裂載荷作用下金屬膠接接頭中應(yīng)力分布的數(shù)值分析[D]. 孔凡榮.三峽大學(xué) 2004
本文編號:3387432
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
膠粘接頭的失效形式
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2.1 膠粘接頭膠層受力示意圖2.3 試驗研究方案2.3.1 不同拉剪比接頭的設(shè)計與制作此前本課題組已對膠粘接頭的形狀和幾何尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的分析[62],本文按照一定插值制定了五組典型拉剪比的膠粘接頭試驗,分別用純剪切、30°嵌接、45°嵌接、60°嵌接、對接對每種接頭進(jìn)行標(biāo)記,不同拉剪比的接頭通過不同的嵌接角度的膠粘接頭實現(xiàn)。不同拉剪比的接頭幾何形狀和尺寸如圖 2.2(a)所示,膠粘接頭由兩根鋁合金試棒和兩者之間的一層膠粘劑組成。不同拉剪比的接頭的嵌接角度 也不同。為了方便進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗在鋁合金試棒的非膠粘一端設(shè)有通孔,使之通過銷軸與拉伸試驗機的十字萬向節(jié)進(jìn)行連接。為了提高膠粘接頭工裝夾具的通用性,減少因膠粘工藝差別帶來差異性,在對接接頭的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種輔助夾具,由此可以實現(xiàn)對接接頭做剪切試驗,功能實現(xiàn)示意圖如圖2.2(b)所示
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.3 膠粘接頭工裝夾具圖2.4 通過游標(biāo)卡尺確定膠層厚度針對 ISR-7008 在工程中常用的膠粘厚度,在本文中膠層的厚度選擇 1mm。不同接頭形式的膠粘接頭的數(shù)量明細(xì)表如表 2.1 所示。表2.1 不同接頭形式的膠粘接頭數(shù)量接頭形式 膠粘接頭數(shù)量(個)剪切接頭 530°嵌接接頭 545°嵌接接頭 560°嵌接接頭 5對接接頭 52.3.2 膠粘劑啞鈴型試件制備本文采用的是聚氨酯膠粘劑 ISR-7008,該膠粘劑廣泛應(yīng)用于汽車、軌道車輛的玻璃與車體連接處。該膠粘劑固化是通過濕氣固化,固化后將變成永久彈性體[62]。選擇的膠粘基材為 6005A 鋁合金,6 系鋁合金有較高的強度、耐腐蝕,有較好輕量化效果,在軌道車輛
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城市軌道車輛前窗粘接強度校核分析[J]. 石啟龍,劉斌. 機械工程與自動化. 2018(06)
[2]淺談新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[J]. 季彩萍. 時代農(nóng)機. 2018(04)
[3]復(fù)合材料膠接修理層合板拉伸性能及影響參數(shù)[J]. 聶恒昌,徐吉峰,關(guān)志東,黎增山,王鑫. 材料工程. 2017(10)
[4]復(fù)合材料膠接接頭強度設(shè)計研究[J]. 孫中雷,張國凡. 計算機仿真. 2017(03)
[5]應(yīng)用于軌道車輛中的粘接強度計算與分析[J]. 劉杰. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(01)
[6]汽車輕量化技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 武萬斌,年雪山. 汽車工程師. 2017(01)
[7]車用碳纖維復(fù)合材料性能及成型工藝[J]. 張婧,于今,熊磊,孫巍. 科技導(dǎo)報. 2016(08)
[8]膠厚對單搭粘接接頭強度影響的試驗與仿真研究[J]. 王玉奇,何曉聰,邢保英,周森. 機械強度. 2014(06)
[9]我國新能源汽車發(fā)展利弊因素分析及前景展望[J]. 王媛. 哈爾濱學(xué)院學(xué)報. 2013(10)
[10]基于等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力的電阻點焊疲勞壽命預(yù)測[J]. 孫成智,曹廣軍. 焊接學(xué)報. 2011(01)
博士論文
[1]溫度濕度對車用聚氨酯粘接劑靜態(tài)強度的影響研究[D]. 范以撒.吉林大學(xué) 2018
[2]高速動車組側(cè)窗粘接結(jié)構(gòu)強度校核方法研究[D]. 劉玉.吉林大學(xué) 2016
[3]膠接接頭濕熱環(huán)境耐久性試驗與建模研究[D]. 韓嘯.大連理工大學(xué) 2014
[4]鋼鋁混合材料車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計關(guān)鍵問題與應(yīng)用研究[D]. 周云郊.華南理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]汽車輕量化車身智能工廠精益化設(shè)計方案研究[D]. 王欣.吉林大學(xué) 2018
[2]CFRP與DC04鋼膠接接頭力學(xué)性能研究與失效行為分析[D]. 郭帥.湖南大學(xué) 2017
[3]高速動車組鋁合金車體用材基本疲勞性能研究[D]. 王亞鵬.北京交通大學(xué) 2013
[4]內(nèi)聚力模型的分析及有限元子程序開發(fā)[D]. 黃劉剛.鄭州大學(xué) 2010
[5]劈裂載荷作用下金屬膠接接頭中應(yīng)力分布的數(shù)值分析[D]. 孔凡榮.三峽大學(xué) 2004
本文編號:3387432
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