本文關(guān)鍵詞：圓柱形環(huán)氧樹(shù)脂膠對(duì)接結(jié)構(gòu)單軸與多軸疲勞性能研究

  更多相關(guān)文章： 對(duì)接粘結(jié) 環(huán)氧樹(shù)脂 單軸疲勞 多軸疲勞

【摘要】：環(huán)氧樹(shù)脂膠粘接技術(shù)因?yàn)榫哂姓辰有阅軆?yōu)異、粘接接頭應(yīng)力分布均勻、能有效減少不同金屬間的電化學(xué)腐蝕、操作工藝簡(jiǎn)單等顯著優(yōu)勢(shì),在實(shí)際工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但由于環(huán)氧樹(shù)脂膠對(duì)接粘結(jié)試件的疲勞性能、疲勞壽命與均質(zhì)材料有明顯的不同。因此,非常有必要研究環(huán)氧樹(shù)脂膠對(duì)接粘結(jié)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程應(yīng)用環(huán)境中的疲勞性能。首先,研究了粘接表面粗糙度、粘接劑固化溫度、粘接劑固化時(shí)間等三個(gè)粘結(jié)工藝條件因素對(duì)試件粘接性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明,試件的粘接強(qiáng)度隨著粘接表面粗糙度的減小呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì),實(shí)驗(yàn)確定出最佳的表面粗糙度;固化溫度超過(guò)90℃后,試件粘接強(qiáng)度隨著固化溫度的升高而降低,60℃為最佳的固化溫度;固化時(shí)間高于6h后,試件的粘結(jié)強(qiáng)度沒(méi)有明顯提升,6h為最佳的固化時(shí)間。其次,研究了試件的單軸疲勞性能。實(shí)驗(yàn)表明,鋁合金、45號(hào)鋼與環(huán)氧樹(shù)脂膠對(duì)接粘結(jié)試件的粘結(jié)強(qiáng)分別為23.04MPa和16.76MPa;對(duì)接粘接試件的疲勞壽命隨著疲勞應(yīng)力幅值?σ的增大而減小。模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),粘接試件對(duì)應(yīng)的初始裂紋為0.035mm,距離粘接界面附近0.05mm處出現(xiàn)了嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象,臨界裂紋尺寸為0.33mm;S-N曲線模型和Paris疲勞壽命模型均能夠預(yù)測(cè)試件的疲勞性能,與S-N曲線模型相比,Paris疲勞裂紋壽命模型能夠更好預(yù)測(cè)高粘結(jié)強(qiáng)度、長(zhǎng)疲勞壽命對(duì)接粘結(jié)試件的疲勞壽命。最后,研究了試件的多軸疲勞性能。實(shí)驗(yàn)表明,多軸非比例加載條件下產(chǎn)生的附加強(qiáng)化效應(yīng)削弱了對(duì)接粘結(jié)試件的疲勞性能,降低了對(duì)接粘結(jié)試件的疲勞壽命;圓路徑加載方式施加在試件上的正應(yīng)力分量和剪應(yīng)力分量之間的相位差最大,因此圓路徑條件下對(duì)接粘結(jié)試件疲勞性能最差,疲勞壽命最短;延長(zhǎng)疲勞應(yīng)力周期會(huì)加速對(duì)接粘結(jié)試件的損傷,縮短材料的疲勞壽命;對(duì)接粘結(jié)試件的疲勞壽命隨著等效應(yīng)力幅值的增加呈現(xiàn)出指數(shù)減小的趨勢(shì)減;S-N曲線模型雖然能夠預(yù)測(cè)對(duì)接粘結(jié)試件的多軸疲勞壽命,但預(yù)測(cè)精度明顯降低,誤差值明顯增大。
【關(guān)鍵詞】：對(duì)接粘結(jié) 環(huán)氧樹(shù)脂 單軸疲勞 多軸疲勞
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R783.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 課題的研究背景10-12
• 1.1.1 環(huán)氧樹(shù)脂膠粘技術(shù)10
• 1.1.2 環(huán)氧樹(shù)脂膠粘技術(shù)優(yōu)勢(shì)10-11
• 1.1.3 研究目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 關(guān)于疲勞12-13
• 1.2.2 單軸疲勞研究進(jìn)展13-17
• 1.2.3 多軸疲勞研究進(jìn)展17-19
• 1.3 現(xiàn)有研究工作的不足19-20
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 2 粘接工藝對(duì)粘接結(jié)構(gòu)性能的影響研究21-38
• 2.1 試件制備22-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.1.2 試件制備方法23-25
• 2.2 粘接基材表面粗糙度對(duì)粘接強(qiáng)度的影響25-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)方案25-26
• 2.2.2 結(jié)果與討論26-30
• 2.3 固化溫度對(duì)粘接強(qiáng)度的影響30-33
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方案30
• 2.3.2 結(jié)果與討論30-33
• 2.4 固化時(shí)間對(duì)粘接強(qiáng)度的影響33-36
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)方案33
• 2.4.2 結(jié)果與討論33-36
• 2.5 小結(jié)36-38
• 3 單軸疲勞特性試驗(yàn)研究38-56
• 3.1 單調(diào)拉伸試驗(yàn)38-42
• 3.1.1 試驗(yàn)方法38-39
• 3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論39-42
• 3.2 單軸疲勞試驗(yàn)42-44
• 3.2.1 試驗(yàn)方案42-43
• 3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論43-44
• 3.3 粘接試件單軸疲勞壽命預(yù)測(cè)44-54
• 3.3.1 S-N曲線模型45-46
• 3.3.2 Paris疲勞裂紋擴(kuò)展壽命模型46-54
• 3.4 小結(jié)54-56
• 4 多軸疲勞壽命研究56-72
• 4.1 等效應(yīng)力和應(yīng)力路徑定義56-59
• 4.1.1 應(yīng)力分析56-58
• 4.1.2 等效應(yīng)力的定義58-59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案59-61
• 4.2.1 應(yīng)力路徑對(duì)多軸疲勞性能的影響59-60
• 4.2.2 應(yīng)力周期對(duì)多軸疲勞性能的影響60-61
• 4.2.3 等效應(yīng)力幅值對(duì)多軸疲勞性能的影響61
• 4.3 結(jié)果與討論61-67
• 4.3.1 應(yīng)力路徑對(duì)多軸疲勞性能的影響61-63
• 4.3.2 應(yīng)力周期對(duì)多軸疲勞性能的影響63-65
• 4.3.3 等效應(yīng)力幅值對(duì)多軸疲勞性能的影響65-67
• 4.4 粘結(jié)試件多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 5 結(jié)論與展望72-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況79-80
• 致謝80

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本文編號(hào)：854664