本文關鍵詞：圓柱形環(huán)氧樹脂膠對接結構單軸與多軸疲勞性能研究

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【摘要】：環(huán)氧樹脂膠粘接技術因為具有粘接性能優(yōu)異、粘接接頭應力分布均勻、能有效減少不同金屬間的電化學腐蝕、操作工藝簡單等顯著優(yōu)勢,在實際工程領域得到了廣泛應用。但由于環(huán)氧樹脂膠對接粘結試件的疲勞性能、疲勞壽命與均質材料有明顯的不同。因此,非常有必要研究環(huán)氧樹脂膠對接粘結結構在實際工程應用環(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、粘接劑固化時間等三個粘結工藝條件因素對試件粘接性能的影響。實驗表明,試件的粘接強度隨著粘接表面粗糙度的減小呈現出先增加后減小的趨勢,實驗確定出最佳的表面粗糙度;固化溫度超過90℃后,試件粘接強度隨著固化溫度的升高而降低,60℃為最佳的固化溫度;固化時間高于6h后,試件的粘結強度沒有明顯提升,6h為最佳的固化時間。其次,研究了試件的單軸疲勞性能。實驗表明,鋁合金、45號鋼與環(huán)氧樹脂膠對接粘結試件的粘結強分別為23.04MPa和16.76MPa;對接粘接試件的疲勞壽命隨著疲勞應力幅值?σ的增大而減小。模擬計算發(fā)現,粘接試件對應的初始裂紋為0.035mm,距離粘接界面附近0.05mm處出現了嚴重的應力集中現象,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測試件的疲勞性能,與S-N曲線模型相比,Paris疲勞裂紋壽命模型能夠更好預測高粘結強度、長疲勞壽命對接粘結試件的疲勞壽命。最后,研究了試件的多軸疲勞性能。實驗表明,多軸非比例加載條件下產生的附加強化效應削弱了對接粘結試件的疲勞性能,降低了對接粘結試件的疲勞壽命;圓路徑加載方式施加在試件上的正應力分量和剪應力分量之間的相位差最大,因此圓路徑條件下對接粘結試件疲勞性能最差,疲勞壽命最短;延長疲勞應力周期會加速對接粘結試件的損傷,縮短材料的疲勞壽命;對接粘結試件的疲勞壽命隨著等效應力幅值的增加呈現出指數減小的趨勢減;S-N曲線模型雖然能夠預測對接粘結試件的多軸疲勞壽命,但預測精度明顯降低,誤差值明顯增大。
【關鍵詞】：對接粘結 環(huán)氧樹脂 單軸疲勞 多軸疲勞
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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)氧樹脂膠粘技術10
• 1.1.2 環(huán)氧樹脂膠粘技術優(yōu)勢10-11
• 1.1.3 研究目的和意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-19
• 1.2.1 關于疲勞12-13
• 1.2.2 單軸疲勞研究進展13-17
• 1.2.3 多軸疲勞研究進展17-19
• 1.3 現有研究工作的不足19-20
• 1.4 本文的主要研究內容20-21
• 2 粘接工藝對粘接結構性能的影響研究21-38
• 2.1 試件制備22-25
• 2.1.1 實驗材料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粘接強度的影響25-30
• 2.2.1 實驗方案25-26
• 2.2.2 結果與討論26-30
• 2.3 固化溫度對粘接強度的影響30-33
• 2.3.1 實驗方案30
• 2.3.2 結果與討論30-33
• 2.4 固化時間對粘接強度的影響33-36
• 2.4.1 實驗方案33
• 2.4.2 結果與討論33-36
• 2.5 小結36-38
• 3 單軸疲勞特性試驗研究38-56
• 3.1 單調拉伸試驗38-42
• 3.1.1 試驗方法38-39
• 3.1.2 試驗結果與討論39-42
• 3.2 單軸疲勞試驗42-44
• 3.2.1 試驗方案42-43
• 3.2.2 試驗結果與討論43-44
• 3.3 粘接試件單軸疲勞壽命預測44-54
• 3.3.1 S-N曲線模型45-46
• 3.3.2 Paris疲勞裂紋擴展壽命模型46-54
• 3.4 小結54-56
• 4 多軸疲勞壽命研究56-72
• 4.1 等效應力和應力路徑定義56-59
• 4.1.1 應力分析56-58
• 4.1.2 等效應力的定義58-59
• 4.2 實驗方案59-61
• 4.2.1 應力路徑對多軸疲勞性能的影響59-60
• 4.2.2 應力周期對多軸疲勞性能的影響60-61
• 4.2.3 等效應力幅值對多軸疲勞性能的影響61
• 4.3 結果與討論61-67
• 4.3.1 應力路徑對多軸疲勞性能的影響61-63
• 4.3.2 應力周期對多軸疲勞性能的影響63-65
• 4.3.3 等效應力幅值對多軸疲勞性能的影響65-67
• 4.4 粘結試件多軸疲勞壽命預測67-70
• 4.5 本章小結70-72
• 5 結論與展望72-76
• 參考文獻76-79
• 個人簡歷及攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況79-80
• 致謝80

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本文編號：854664