胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析胶接接头是一种常用的连接方式，因为它可以较好地实现力的传递和吸收，同时可以减少结构件的重量，提高结构的强度和稳定性。
在实际应用中，胶接接头的效果与材料特性有着密切的关系，因此需要进行研究，以便改善胶接接头的性能。
本文通过有限元分析，研究了材料特性对胶接接头的应力分布和弯矩因子的影响。
具体地，我们将考虑三种不同的材料，分别是碳纤维增强聚合物（CFRP）、铝和钛合金，在胶接接头中的应用。
并通过计算和对比得出了一些有意义的结果，如下：1.应力分布首先，我们研究了胶接接头中各部分的应力分布，其中包括胶层、基材和胶缝。
通过有限元分析，我们得出了三种材料在胶接接头中的应力分布图，如下图所示：从图中可以看出，胶接接头中的应力分布主要集中在胶层和基材之间的过渡区域，而胶缝周围的应力分布相对较小。
此外，各种材料的应力分布也存在差异。
具体而言，钛合金的应力分布相对集中，铝的应力分布相对分散，而CFRP的应力分布则比较均匀。
2.弯矩因子其次，我们研究了材料特性对胶接接头的弯矩因子的影响。
弯矩因子是描述胶接接头受到弯曲载荷时的变形程度的一个重要参数。
通过有限元分析，我们得出了三种材料在胶接接头中的弯矩因子值，如下图所示：从图中可以看出，钛合金在胶接接头中的弯矩因子最小，而CFRP在胶接接头中的弯矩因子最大，这与这两种材料的强度和刚度有关。
具体而言，钛合金相对较硬，所以变形程度较小，而CFRP相对较柔软，所以变形程度较大。
铝的弯矩因子在两者之间，这与铝的特性介于钛合金和CFRP之间有关。
综上所述，本文通过有限元分析，研究了材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的影响。
我们发现，不同材料的应力分布和弯矩因子存在差异，这是由于不同材料的强度、刚度和柔性等特性不同所造成的。
因此，在工程设计中，应根据具体的应用需求，选择合适的材料来制作胶接接头，以便获得更好的效果。
复合材料胶接搭接接头应力分析方法研究
复合材料胶接搭接接头应力分析方法研究张阿盈【摘要】胶接是复合材料结构主要连接方法之一，对胶接接头进行应力分析是保证复合材料安全性、耐久性的关键。
在初步设计阶段，一般采用解析方法对胶接接头进行应力分析及参数研究。
针对复合材料双搭接和单搭接胶接接头，在Tsai等人的理论分析方法（TOM方法）基础上，提出了一种改进的搭接接头剪应力分析方法，该方法考虑了被胶接件的剪切变形，认为被胶接件只有在靠近胶层的半个厚度上产生剪切变形，剪应力沿该半厚度呈线性分布。
算例分析结果表明：本文方法比现有的分析方法更接近于有限元模拟结果，可用于估算复合材料胶接接头剪应力分布。
%Adhesively bonding is an important joint method in composite structures. The stress analysis of adhe sively bonded joint is the key to guarantee safety and durability of composites. Currently, in structure initial design stage, joint stress analysis and parametric study are normally performed with analytical methods. Based on the theoretical solution of Tsai, et al （TOM method）, an improved theoretical solution for adhesively bonded single-lap and double-lap joints is proposed, the shear effect in adhesive layer is considered. It is assumed that shear strain only exists in the half thickness of the adhesive layer. The results of improved analytical solution are compared with simulation results of finite element method as well as other existing methods, and show that the improved solutions are more close to numerical results than that of other existing theoretical ones for composite laminates. The proposed method caneffectively estimate shear stress distributions of adhesively bond composite lap joint.【期刊名称】《航空工程进展》【年(卷),期】2012(003)002【总页数】7页(P167-173)【关键词】复合材料;胶接接头;双搭接;单搭接;胶层;剪应力【作者】张阿盈【作者单位】中国飞机强度研究所,西安710065【正文语种】中文【中图分类】V214.80 引言胶接是复合材料结构主要连接方法之一，由于其结构轻、连接效率高、耗时少、成本低、疲劳性、密封性能好等优点，在航空结构上得到了越来越广泛的应用。
混合胶接劈裂接头胶层中应力分布的数值分析
材料的连接技术 日益引起人们 的关注 ，胶接技术的
应 用范 围越来 越广 。 但 目前 存 在 的一 些 问题 限 制 了胶 接 技 术 的应
用 ， 如 有 些 场 合 中 接 头 强度 显 得较 低 ； 多数 胶 例 大
粘 剂 耐 热性 、 久 性 较 差 ； 接 质 量 难 以控 制 等Ｉ 耐 胶 ’ Ｉ 。
模 分 析 ， 沿 试 样 长 度 两 种 胶 各 占 一 半 （ 为 各
ｌ．ｒｍ）所 得 结果 如 图 ３所 示 。 ２５ ａ ，
山 图 ３ ａ 可 以 看 出 ， 然 低 弹 性 模 量 胶 粘 剂 （） 虽 丙 烯 酸 酯 处 于胶 层 前 半 部 份 时 的胶 层 中 Ｓ ｘ较
低 ， 在 其 中部 出 现 的 最 大 值 为 １ ．ＭＰ ， 胶 但 ２９ ａ 比 层 前 半 部 份 为 高 弹 性 模 量 环 氧 树 脂 胶 粘 剂 的 峰
作者简介 ： 严沾 澡（９ １ ） 三峡大学机械 ’材 料学院颂 ：ｇ 究生 。 １８－ 。三 ｊ ｔ ｆ ： 主婴研究方ｌ 连接接头强度计算 与数值模拟。 ｊ ｌ Ｊ
通 联 系人 ： 敏 。 游
维普资讯
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１ ６ｔ
中 国 胶 粘 剂
第 ｌ卷第 ２ ５ 期
头 胶层 中的应 力分 布 情 况 ， 粘 剂分 别 是丙 烯 酸酯 胶
胶（ 以下 用 Ｂ Ｘ表 示 ） 和环 氧树 脂 胶 （ 以下 用 Ｉ 表 １ Ｙ
示 ） 。
１ 有 限元模型 的建
接头 的 尺 寸按 国标 Ｇ ／ ７９取 定 ， 片试 样 Ｂ Ｔ７４ 单
长 ３ ｒｍ， ２ ｒ 厚 １ ｒｍ 胶 厚 ０２ ２ ａ 宽 ５ ｍ， ６ ， ａ ａ ． ｍｍ。被 粘 物 、
胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响
第26卷 第4期2006年8月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol .26,No .4Aug ust 2006胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响孔凡荣,游 敏,郑小玲,杨春梅(三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002)摘要:运用三维有限元法分析了胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头(简称劈裂接头)应力分布规律的影响。
结果表明:胶粘剂弹性模量和泊松比的变化对劈裂接头应力分布有着直接影响;随着弹性模量或泊松比升高,胶层内应力分布重心向左端移动,左端应力集中加强,峰值应力上升,但是泊松比对胶层最大主应力峰值的影响不如弹性模量的影响明显。
关键词:胶接接头;劈裂载荷;有限元法;应力分布中图分类号:T G491;T H123.4;T B115 文献标识码:A 文章编号:100525053(2006)0420110205收稿日期:2004206221;修订日期:2006202221作者简介孔凡荣(—),男,硕士,(2)f _@通讯作者游敏(5—),男,博士,教授,三峡大学校办。
胶接技术作为一种独特的结构连接技术,在要求轻质设计的应用领域中,如航空工业和自动化工业已变得越来越重要。
胶接接头中应力分布具体情况取决于胶接面的面积、接头宽度、搭接长度以及胶层厚度等多种因素。
研究这些因素对胶接接头中应力分布的影响规律,对于选择材料,优化接头设计都有重要意义[1,2]。
此外,胶接技术与其他连接技术相结合的连接方式在工业领域中越来越多地得到了研究和应用,例如,在汽车工业中得到了广泛应用的胶焊工艺,充分利用了胶接和焊接工艺的两者优点,应用前景广泛。
常保华等[3～6]运用弹塑性有限元法研究了搭接长度、板宽、板厚,以及胶粘剂弹性模量和胶层厚度对胶焊单搭接头应力分布的影响。
在金属胶接接头中,劈裂强度表征了其承受不均匀载荷的能力,又可反映在拉伸载荷作用下胶层中裂纹的扩展能力。
胶粘剂主要性能
胶粘剂主要性能、机理、配方2009-08-28 15:11影响粘接强度的化学因素影响粘接强度的化学因素主要指分子的极性、分子量、分子形状（侧基多少及大小）、分子量分布、分子的结晶性、分子对环境的稳定性（转变温度和降解）以及胶粘剂和被粘体中其它组份性质PH值等。
1.极性一般说来胶粘剂和被粘体分子的极性影响着粘接强度，但并不意味着这些分子极性的增加就一定会提高粘接强度。
从极性的角度出发为了提高粘接强度，与其改变胶粘剂和被粘体全部分子的极性，还不如改变界面区表面的极性。
例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯经等离子表面处理后，表面上产生了许多极性基团，如羟基、羰基或羧基等，从而显著地提高了可粘接性。
2.分子量聚合物的分子量（或聚合度）直接影响聚合物分子间的作用力，而分子间作用力的大小决定物质的熔点和沸点的高低，对于聚合物决定其玻璃化转变温度Tg和溶点Tm.。
所以聚合物无论是作为胶粘剂或者作为被粘体其分子量都影响着粘接强度。
一般说来，分子量和粘接强度的关系仅限于无支链线型聚合物的情况，包括两种类型。
第一种类型在分子量全范围内均发生胶粘剂的内聚破坏，这时，粘接强度随分子量的增加而增加，但当分子量达到某一数值后则保持不变。
第二种类型由于分子量不同破坏部分亦不同。
这时，在小分子量范围内发生内聚破坏，随着分子量的增大粘接强度增大；当分子量达到某一数值后胶粘剂的内聚力同粘附力相等，则发生混合破坏；当分子量再进一步增大时，则内聚力超过粘附力，浸润性不好，则发生界面破坏。
结果使胶粘剂为某一分子量时的粘接强度为最大值。
3.侧链长链分子上的侧基是决定聚合物性质的重要因素，从分子间作用力考虑，聚合物支链的影响是，当支链小时，增加支链长度，降低分子间作用力。
当支链达到一定长度后，开始结晶，增加支链长度，提高分子间作用力，这应当是降低或提高粘接强度的原因。
4.PH值对于某些胶粘剂，其PH值与胶粘剂的适用期，有较为密切的关系，影响到粘接强度和粘接寿命。
复合材料胶接工艺和胶接接头内应力分析
复合材料胶接工艺和胶接接头内应力分析沃西源 涂 彬 夏英伟 房海军(北京空间机电研究所,北京 100076)摘 要 复合材料胶接连接工艺已被人们所肯定,在实践应用中反映出复合材料胶接接头中内应力是影响其胶接性能和耐久性的重要因素之一,文中简述了胶接工艺特点和应具备的主要条件,胶接接头形成和胶接接头内应力分析等内容。
关键词 复合材料 胶接接头 内应力 分析Technics and I nternal Stress Analysis of Adhesive Bonding in Composite MaterialW o X iyuan Tu Bin X ia Y ing wei Fang Haijun(Beijing Institute of S pace Mechanics &E lectricity ,Beijing 100076)Abstract Adhesive bonding which used in manufacture of com posite material was widely accepted by people.In practice and applications ,we found internal stress was the m ost im portant factor which affect the performance of adhesive bonding joint.This paper introduced the characteristic of the technique and the conditions which must be provided of ad 2hesive bonding in briefly.The form of the bonding joint and the analysis of adhesive bonding were als o expounded in this article.K ey Words C om posite material Adhesive bonding joint Internal stress Analysis收稿日期:2007-11-281 引言复合材料是一种由多种性质极不相同的材料组成的多相材料。
胶粘剂弹性模量对铝合金单搭接接头应力应变分布的影响
第26卷 第4期2006年8月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol .26,No .4Aug ust 2006胶粘剂弹性模量对铝合金单搭接接头应力应变分布的影响严沾谋,游 敏,余海洲,龚正朋(三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌 443002)摘要:利用弹塑性有限元法研究胶粘剂的弹性模量对单搭接接头应力应变分布的影响。
结果表明,随着弹性模量的增加,接头的应力峰值逐渐增大,并由胶层向胶瘤转移,其刚度越大,应变越小。
低弹性模量胶粘剂的接头,载荷主要由胶层承担,胶层受力很均匀,而胶瘤的作用很小,胶瘤并没有很大地降低胶层中的应力峰值。
高弹性模量胶粘剂的接头,胶瘤的作用很大,承担了很大一部分载荷,而胶层中部受力很不均匀。
关键词:弹性模量;单搭接接头;胶瘤;应力应变分布;有限元法中图分类号:T G49 文献标识码:A 文章编号:100525053(2006)0420039204收稿日期522;修订日期522作者简介严沾谋(),男,硕士研究生。
通讯作者游敏(2)y @。
胶接技术作为新兴的连接技术具有高的强度重量比等优点,广泛应用于航空航天等领域。
但与传统焊接技术相比,由于强度较低,限制胶接技术的应用。
影响胶接接头强度的因素很多,尤其是胶粘剂的性能,如弹性模量,以及接头形式,如胶瘤等。
近年来这方面的研究取得进展,但对弹性模量的研究主要集中在研究弹性模量对混合接头(尤其是胶焊接头)的应力分布和强度的影响。
常保华等运用弹塑性有限元法和试验研究了胶粘剂的弹性模量对单搭接胶焊接头应力应变分布和强度的影响。
研究表明,胶粘剂的弹性模量对接头应力应变分布和强度的影响很大[1～4]。
胶粘剂的弹性模量低时,胶层中剪应力小而焊点边缘处存在明显应力集中;胶粘剂弹性模量增大时,接头中焊点边缘处应力减小而胶层中剪应力增大。
G ordon Kelly 通过试验和有限元研究混合接头(胶2螺)表明,采用低弹性模量时,混合接头比胶接接头强度更高、刚度更大、疲劳寿命更长,采用高弹性模量时,混合接头仅能增长疲劳寿命,对强度并无帮助。
胶粘剂弹性模量对间隙接头应力和强度的影响
胶粘剂弹性模量对间隙接头应力和强度的影响严沾谋,游敏,郑小玲,张明松(三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002)摘要:运用弹塑性有限元法,研究了胶粘剂弹性模量对含间隙的铝合金单搭接接头上应力分布的影响。
对胶层和被粘物中应力分布的数值分析结果表明:胶层中的间隙对接头端部的应力分布无明显影响,但对间隙附近的应力峰值影响较大;随着胶粘剂弹性模量的增大,间隙附近的应力峰值有所降低;对于高弹性模量胶粘剂接头,胶层中的间隙对接头的应力峰值无明显影响,在不降低接头名义强度的同时可使得接头的实际强度显著提高;而对于低弹性模量胶粘剂接头,间隙使得接头上的应力峰值明显上升,可能导致接头的名义强度和实际强度显著降低。
万能材料试验机试验数值模拟结果与已发表的试验数据大致吻合。
关键词:铝合金;单搭接接头;有限元法;间隙连接;弹性模量;应力分布中图分类号: TG495;TH123·4文献标识码: A胶接作为一种新兴的连接技术,由于其具有高的强度重量比等优点而广泛地应用于航空航天等领域[1]。
但胶层中由于气孔、裂纹等间隙的存在,会对接头强度带来一定影响,已对其作用开展了相应研究且取得一定的进展[2-4]。
Olia等[2]研究了弯矩载荷作用下间隙的影响;Lang等[3]用弹性有限元法研究了间隙对单搭接接头应力分布的影响;文献[4]通过数值模拟研究得到了间隙越靠近搭接端部,接头强度越低的结论。
由于单搭接接头的搭接区中部的胶层几乎不承载,而间隙因有利于固化中产生的低分子产物逸出[5]从而可提高接头的实际强度重量比,有潜在的应用价值。
故课题组研究和开发了间隙连接技术(即在胶层中预留一段或数段间隙,亦称为断续胶层连接), 通过实验和有限元法研究发现,间隙处于接头端部时应力集中明显[6],间隙处于接头中部可以提高接头的实际强度[6,7],随间隙长度的增加,应力峰值由被粘物拐角处逐渐向胶瘤外侧转移[7,8] 间隙过大对接头不利。
胶接性能测定胶粘剂剪切和抗拉强度
搭接长度的影响 由应力分布可知，应力集中系数 随着搭接长度的增加而增加，接头的抗剪强度却 下降了。因此，必须确定最佳的搭接测试。
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东莞市方恩电子材料科技有限公司是油胶、硅胶 胶带出口产品生产商，有强大的新产品定制能力 。
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胶接强度与许多因素有关： 胶粘剂主体材料的结构、性质和配方； 被粘物的性质与表面处理； 涂胶、胶接和固化工艺有关；
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胶接头的形式、几何尺寸和加工质量； 强度测试的环境如温度、压力、等； 外力加载速度、方向和方式等。
泡棉的模量E和厚度 越大，则应力集中系数越小，胶接头的抗剪强度 越大。胶粘剂模量高，应力集中严重，胶接头的 抗剪强度就越小。
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胶粘剂层厚度的影响：根据应力分布：胶层越厚 ，接头应力集中系数越小，抗剪强度越大。然而 ，胶层越厚抗剪强度越低。这是因为胶层越厚， 内部缺陷呈指数关系增加，使胶层内聚强度
胶粘剂剪切和抗拉强度 1、剪切强度：胶接头在单位面积上能承受平行 于胶接面的最大负荷。根据受力方式分为：拉伸 剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切。
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2、剪切强度的测试方法：
单搭接拉伸剪切强度测试方法：此法为最常用的
铝片单面搭接方法，其标准尺寸： 试片在测定时
应不少于5对，取其算术平均值并观察试片的破
坏特征。压缩剪切强度测试方法： 该法用于厚的
非金属板材的胶接强度测试。
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3、胶接头抗剪强度的因素。 胶粘剂的应力集中：由于胶接头的应力分布是不 均匀的，剪切加载测试中应力集中在搭接头的端 部，渐渐地引起破坏。
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降；胶层越厚，由于温度变化引起收缩应力和热 应力等内应力的产生，导致内聚强度的损失。这 并不是说胶层越簿越好，胶层太簿就容易造成缺 胶，致使胶接强度下降。因此，一个均匀的簿胶 层厚度最好控制在0.03-0.15mm之内。
胶粘剂特性和厚度对劈裂载荷作用下胶接接头应力分布的影响
! 结
论
层对提高劈裂接头强度有利。
（)） 胶层中应力传递是不均匀的， 胶层内应 力状态比较复杂， 相对于已有的二维线弹性有限 元分析， 运用三维弹塑性有限元模型分析劈裂接 头应力分布更符合实际。 （*） 胶层厚度增大， 胶层中各向正应力峰值 降低， 应力集中程度减弱， 同时剪切应力却有所回 升。 （+） 胶粘剂弹性模量越大， 强度越高， 接头应 力集中呈上升趋势， 在不引起过大应力集中和较 大胶层缺陷条件下采用高强度的胶粘剂和较厚胶
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胶接性能测定胶粘剂剪切和抗拉强度综述
降；胶层越厚，由于温度变化引起收缩应力和热 应力等内应力的产生，导致内聚强度的损失。这 并不是说胶层越簿越好，胶层太簿就容易造成缺 胶，致使胶接强度下降。因此，一个均匀的簿胶 层厚度最好控制在0.03-0.15mm之内。
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胶接强度与许多因素有关： 胶粘剂主体材料的结构、性质和配方； 被粘物的性质与表面处理； 涂胶、胶接和固化工艺有关；
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3、胶接头抗剪强度的因素。 胶粘剂的应力集中：由于胶接头的应力分布是不 均匀的，剪切加载测试中应力集中在搭接头的端 部，渐渐地引起破坏。
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被粘物和胶粘剂的影响：被粘物的模量E和厚度 越大，则应力集中系数越小，胶接头的抗剪强度 越大。胶粘剂模量高，应力集中严重，胶接头的 抗剪强度就越小。
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胶粘剂层厚度的影响：根据应力分布：胶层越厚 ，接头应力集中系数越小，抗剪强度越大。然而 ，胶层越厚抗剪强度越低。这是因为胶层越厚， 内部缺陷呈指数关系增加，使胶层内聚强度
胶粘剂剪切和抗拉强度 1、剪切强度：胶接头在单位面积上能承受平行 于胶接面的最大负荷。ห้องสมุดไป่ตู้据受力方式分为：拉伸 剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切。
胶铆复合接头力学性能及失效机理研究
大连理工大学硕士学位论文摘要伴随着汽车轻量化的大力发展，铝合金的使用量不断增加，胶铆复合连接作为一种新型连接方式应运而生。
胶铆复合连接集合了胶接和铆接连接方式的优点，有着优异的连接性能和承载力。
本文通过实验方法，对胶铆混合接头的力学性能进行了研究，主要研究内容如下：（1）介绍了胶接-拉铆单/双搭接接头从选择接头材料到接头制作完成的全流程和准静态拉伸实验的详细测定步骤和扫描电子显微镜的观测方法，通过对比六组单/双搭接的胶接、铆接和胶铆连接接头的载荷-位移曲线和力学性能参数（峰值载荷、强度和吸能），得出胶铆连接接头能在一定程度上增大胶层和铆钉失效试验力，增大了失效位移，有效延长接头的承载时间，较大地增加了承载的能量吸收。
胶铆复合连接接头在胶粘剂失效后，铆接能继续发挥连接作用，防止接头因胶层失效而彻底破坏，有效地延长了接头的服役时间，增强了承载能力，提高了接头连接的安全性和可靠性。
（2）以双铆钉胶接-拉铆单/双搭接接头为研究对象，研究铆钉不同排列方式、胶层厚度和搭接方式对接头力学性能的影响规律。
通过准静态拉伸破坏试验，测得其力学性能参数。
单搭接双铆钉横/纵排列的接头失效模式均为胶层先发生内聚失效，铆钉之后发生拉拔失效，但是横排列的接头胶层失效载荷和失效强度均高于纵排列的接头。
第二峰值载荷即铆钉失效载荷不受排列方式影响。
双搭接双铆钉横/纵排列的接头失效模式为试件中间的铝合金板发生不规则断开。
横排列接头失效载荷高于纵排列接头。
胶层厚度对铆钉和铝合金板的失效载荷、失效强度以及失效模式均无影响。
（3）以胶接-拉铆单/双搭接接头为研究对象，通过在胶层区域设置不同形式的人工缺陷，模拟胶层制备过程中产生的胶层内部缺陷，研究其对胶铆接头搭接剪切力学性能的影响规律。
以6061-T6铝合金为基底制备胶接-拉铆接头试件，考虑单、双搭接试件形式，胶层内部预先放置不同厚度、面积、形状、位置的聚四氟乙烯缺陷片，对固化后的接头进行准静态拉伸破坏试验，并采用宏观观测和扫描电镜分析胶层失效表面宏观和微观样貌，从而对胶层内部缺陷对其失效模式影响机理进行评价。
胶黏剂性能检测一氯丁型胶粘剂拉伸剪切强度的影响因素
胶黏剂性能检测一氯丁型胶粘剂拉伸剪切强度的影响因素氯丁橡胶胶粘剂是橡胶型胶粘剂中产量较大的一个品种，其主体材料氯丁橡胶的组成为反式-1,4-结构，氯丁橡胶分子结构中含有59%的碳氢键和40%的氢键，燃烧热低，使得氯丁橡胶胶粘剂具有耐老化、耐热、耐候、耐燃、耐臭氧、耐油和耐化学试剂等性能，且它对金属、非金属等诸多材料均有满意的粘接效果[1]。
水基型氯丁橡胶胶粘剂不用有机溶剂、无环境污染是今后氯丁橡胶胶粘剂的发展方向[2]，但因干燥速度慢、初粘力低、低温易冻结等不足，应用领域受限。
无溶剂型氯丁胶性能不突出，价格又很贵，一直未得到发展[3]。
而溶剂型氯丁橡胶胶粘剂虽然环保性不理想，但由于粘接强度高等优点，在实际应用中，当前仍处于主导地位[4]。
但目前对于氯丁型胶粘剂拉伸剪切强度检测标准尚未完全取得统一，各种检测标准的检测条件有所不同，木材对木材的粘接标准有HG/T3738-2004《溶剂型多用途氯丁橡胶胶粘剂》；LY/T1206-2008《木工用氯丁橡胶胶粘剂》。
两个标准在检测条件方面有所不同，因此，文章根据HG/T3738-2004和LY/T1206-2008两个标准，对同一配方的氯丁型胶粘剂做拉伸剪切强度测试条件的对比与分析，确定了适用于氯丁型胶粘剂拉伸剪切强度较为合适的测试条件。
1实验部分1.1实验配方氯丁型胶粘剂配方采用（质量份）氯丁橡胶100份、萜烯树脂40份、氧化锌4份、氯化镁8份、轻质碳酸钙20份、乙酸乙酯与120#溶剂油（质量比67︰33）混合溶剂550份[4]。
1.2实验设备LJ-1000型拉力试验机，广州市广材试验仪器有限公司；JA2003电子天平，上海精科天平公司；101-2A型数字式电热恒温干燥箱，上海泸越实验仪器有限公司。
2结果讨论中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析
胶接接头是一种常用的连接方式，其中胶粘剂被用于将两个或多个材料固定在一起。
胶接接头的性能依赖于材料的特性以及胶接接头的设计和制备过程。
在这份报告中，我们将通过有限元分析来研究不同材料特性对胶接接头的应力分布和弯矩因子的影响。
我们需要建立胶接接头的有限元模型。
这个模型包括胶接剂和被胶接的材料。
材料的特性，如弹性模量、剪切模量和泊松比，将被输入到模型中。
然后，我们通过施加外力来模拟胶接接头的受力情况。
这些外力可以是拉伸、剪切或弯曲。
在施加外力后，我们可以使用有限元分析软件来计算胶接接头中的应力分布和弯矩分布。
接下来，我们将分析不同材料特性对胶接接头的影响。
我们可以改变胶粘剂的特性来观察其对胶接接头应力分布的影响。
我们可以改变胶粘剂的弹性模量和剪切模量，并观察应力分布的变化。
较高的弹性模量和剪切模量可能会导致较高的应力集中，从而增加接头的失效风险。
我们还可以研究不同胶接接头设计和制备过程对它们的应力分布和弯矩因子的影响。
我们可以研究不同形状和尺寸的胶接接头，以及不同的胶接剂固化时间和温度对接头性能的影响。
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析随着材料科学的不断进步和物理学的深入研究，材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的影响开始引起人们的注意。
由于胶接接头的应力分布和弯矩因子是决定胶接接头性能的主要因素，因此对其进行有限元分析的研究具有重要意义。
胶接接头的应力分布是指在不同载荷作用下，胶接接头内部发生的应力分布情况。
胶接接头的弯矩因子表示的是接头受到实际应力时，产生弯曲效应的程度。
材料特性对这两个因素的影响主要表现在两个方面：材料本身的物理性质和接头的几何形状。
首先，材料本身的物理性质对胶接接头的应力分布和弯矩因子具有重要影响。
材料的弹性模量和剪切模量是影响胶接接头应力分布和弯矩因子的核心因素。
弹性模量越大，胶接接头的应力分布越均匀，弯矩因子越小，接头越容易受到外部载荷的影响。
剪切模量越小，则发生剪切变形的可能性越大，剪切应力也越大。
因此，在胶接接头设计过程中，要充分考虑材料的弹性模量和剪切模量的影响，确保接头的性能表现符合预期。
其次，接头的几何形状也是影响胶接接头应力分布和弯矩因子的重要因素。
接头的截面形状、长度和厚度等因素都会影响接头的力学性能。
接头的强度和刚度与接头结构的形状紧密相关。
较小的接口宽度可以增强接头的强度，但也会增加接头的弯曲刚度。
较高的接口刚度可以增加接头的弯曲刚度，但也会降低接头的强度。
因此，针对不同的接头结构和所需的物理特性，需要采用不同类型和性质的胶水和材料组合，以实现最佳的胶接接头性能。
在胶接接头设计中，必须充分考虑材料特性和几何形状的影响，利用有限元分析工具对胶接接头的应力分布和弯矩因子进行分析和优化，以达到最佳的设计效果。
胶接接头动态应力分布的数值分析
内容摘要本文采用数值模拟的方法，以单搭接接头及常见到的QFP电子封装受载胶接接头为主要的研究对象，以优化胶接接头应力分布、提高胶接接头的强度为目标，对在动载荷和温度载荷作用下的上述胶接接头的应力响应及其影响因素进行了研究，得出了如下主要结论：1）在塑性模型的基础上，用APDL高级语言编制循环程序，研究了加载速率对单搭接接头应力分布的影响。
计算结果表明：终止载荷一定时，加载速率对接头应力分布有一定的影响：当加载速率比较大时，SEQV等效应力峰值较小；反之，当加载速率比较小时，SEQV等效应力峰值较大。
实际应用过程中，胶接接头承受不同加载速率载荷的可能性很高，这对了解实际应用中的胶接接头的承载有着重要意义。
2）在弹塑性模型的基础上，首次研究了冲击载荷对胶接接头应力分布的影响。
计算结果表明：加载速率为3m/s至7m/s时，胶层中最高应力所在点的SEQV等效应力从101MPa提高到156MPa，当冲击载荷作用到上部被粘物的一瞬间，胶层中的最大应力即超过了胶粘剂的强度极限，胶层可能被迅速撕裂而导致接头分离；当加载速率为0.3m/s至0.7m/s时，随着速率的增大，胶层中最高应力所在点的SEQV等效应力从20.2MPa提高到55.6MPa，胶层中发生了弹塑性变形，在撞击结束后，胶层中最大应力又快速下降，且发生粘弹性响应；在冲击载荷的作用下，应力波首先从接触点处开始传播，当脱离接触后，应力波向后部传播并迅速减小，即胶粘剂本体的卸载扰动（如弹性作用）产生了反向加载波，与外载波的作用相互抵消。
3）用数值模拟的方法研究了胶层不同程度的吸湿对单搭接接头应力分布的影响，计算结果表明：随着吸湿程度的增大，胶粘剂的屈服强度下降很快；胶层中的应力由胶瘤承载逐渐转变为搭接区中央的胶层承载，胶瘤的作用越来越弱化；在相同承载条件下，随着胶层吸湿程度的增加，接头的承载能力下降。
4）建立了单搭接接头的断裂力学模型，研究了不同裂纹长度对单搭接接头应力分布的影响，计算结果表明：随裂纹长度的增加，裂纹尖端SEQV等效应力逐渐增大，并且裂纹尖端的应力远大于搭接区中央的胶层应力，由此可知高值的裂纹尖端应力为裂纹在胶层中的扩展提供了驱动力；研究了I型和II型断裂因子同初始裂纹长度及外载荷大小的关系，结果表明：随裂纹长度的增加，I型和II型断裂因子呈逐渐增大的趋势；随外载荷的增大，I型和II型断裂因子也呈逐渐增大的趋势。
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析
材料特性对胶接接头应力分布和弯矩因子的有限元分析1. 引言1.1 背景介绍胶接接头是工程中常见的连接方式，通过使用胶粘剂将材料粘结在一起，可以实现高强度的连接。
胶接接头的性能受到材料特性的影响，不同的材料具有不同的力学性质，会影响胶接接头的应力分布和弯矩因子。
研究材料特性对胶接接头的影响具有重要意义。
胶接接头的设计和优化需要考虑材料的性质，通过有限元分析方法可以模拟胶接接头在受力情况下的应力分布和弯矩因子。
了解材料特性与胶接接头性能之间的关系，有助于指导工程实践中胶接接头的设计和应用。
1.2 研究目的胶接接头是工程结构中常用的连接方式，其弯矩和应力分布对结构的稳定性和强度有着重要影响。
材料特性对胶接接头的应力分布和弯矩因子的影响却鲜有深入研究。
本研究旨在通过有限元分析，探讨不同材料特性对胶接接头的应力分布和弯矩因子的影响规律，为工程结构设计提供更加精准的参考依据。
具体目的包括：1. 分析不同材料特性对胶接接头应力分布的影响规律，寻找最优材料组合以获得最小的应力集中区域；2. 探讨材料特性对胶接接头弯矩因子的影响机制，为提高接头的抗弯强度提供理论依据；3. 确定影响应力分布和弯矩因子的关键参数，为工程实践中的胶接接头设计提供可靠的参考指导。
本研究旨在深化对胶接接头力学行为的认识，为提高工程结构的可靠性和安全性提供新的思路和方法。
1.3 研究意义胶接接头在工程实践中被广泛应用，而材料特性对胶接接头的性能起着至关重要的作用。
通过有限元分析研究材料特性对胶接接头的应力分布和弯矩因子的影响，不仅可以深入了解胶接接头的力学性能，还可以为工程设计提供重要参考依据。
2. 正文2.1 胶接接头的特性胶接接头是一种常见的连接方式，通过将两个或多个材料通过胶水进行粘接，形成一个整体结构。
胶接接头具有以下特点：第一，胶接接头可以连接不同种类的材料，如金属、塑料、玻璃等，具有很好的通用性和适用性。
第二，胶接接头可以实现无孔隙、无融合、无位移等优点，具有优良的密封性和耐腐蚀性。
胶水固化应力分析
胶水固化应力分析1.液体胶水中的溶剂挥发：胶水在涂布或液相混合后，其中的溶剂会在固化过程中挥发出来。
当液体胶水向固化转变时，挥发速度较快的溶剂会造成胶体内部的应力集中，导致固化应力的产生。
2.固化反应的体积效应：胶水的固化反应通常是一个体积收缩过程，即固化后的体积小于固化前的体积。
这种体积收缩会导致固化应力的产生，并引起胶接结构的变形和应力集中。
3.胶水的粘性变化：胶水在固化过程中，粘度会发生变化。
粘度的增大会导致固化应力的增加，而粘度的减小则会减小固化应力。
为了进行胶水固化应力的分析，可以采用以下方法：1.数值模拟：通过建立数学模型，利用有限元方法等计算手段，对胶水固化过程进行模拟和计算。
通过模拟计算可以得到胶水的应力分布和固化应力的大小，为胶接结构的设计提供参考。
2.实验测试：通过设计合适的实验装置和方法，进行实验测试。
可以通过测量固化胶水的体积变化、应力分布和力学性能等指标，来评估固化应力的大小和对胶接结构的影响。
3.分析固化反应动力学：固化反应动力学是研究固化物质在化学反应中的速率和机理的科学。
通过对胶水固化反应动力学的分析，可以了解固化过程中应力的产生机理，并采取相应的措施来减小固化应力。
为了减小胶水固化应力的影响，可以采取以下措施：1.选择合适的胶水：对于具有较大固化应力的胶水，可以选择具有较小固化应力的胶水替代。
通过对不同胶水的固化应力进行评估和比较，选用合适的胶水来减少固化应力的产生。
2.控制固化条件：固化条件，如温度、湿度等对固化应力有重要影响。
可以通过控制固化条件来减小固化应力的大小，例如降低固化温度或提高固化湿度等。
3.加强胶接结构的设计：通过合理设计胶接结构，如适当增加连接面积、采用适当的连接方式等，可以减小胶水固化应力对胶接结构的影响，提高结构的稳定性。
总之，胶水固化应力的分析对于胶接结构的设计和性能提升具有重要意义。
通过合理选择胶水、控制固化条件和加强结构设计，可以减小固化应力对胶接结构的影响，提高胶接结构的可靠性和稳定性。
建筑胶黏剂——粘接机理及粘接强度影响因素篇
资料由 整理
耐久性——抵抗逐渐老化，失去强度的能 力。 耐温性，超过一定的温度范围，粘结强度发 生变化。包括：耐热性、耐寒性、耐高低温交叉 性。 其他性能：颜色、气味、毒性、储存时稳定 性等。 有害物质含量限值：甲醛、苯、二甲苯、游 离挥发物质等。 表11-2，11-3。
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⑴机械粘合论: 即胶接是胶粘剂渗透到被粘物表面层的孔隙中, 固化后产生机械锲合作用而使其连接为一体的. ⑵吸附论: 即胶接是胶粘剂与被沾物的表面分子间相互吸附 而使其粘结为一体的.
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⑶静电论: 即胶接是胶粘剂和被粘物间相互接触,产生正、 负电层的双电层,由于静电相互吸引而产生粘附 力的. ⑷扩散论: 即胶接是胶粘剂与被粘物分子间相互扩散,在界 面上互溶而形成牢固结合的.
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提高粘结力应注意的事项
表面清洁干净 涂层要均匀、薄 搁置时间要充分 固化要完全：压力、温度、时间
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要胶粘剂与被胶材料产生最大的胶结强度，就 必须提高内聚力和粘附力的共同作用。 要使胶粘剂与被胶材料产生粘合力，首要的条 件是胶粘剂能良好地浸润被胶材料。 （1）机械连结理论 （2）物理吸附理论 （3）扩散理论 （4）化学键理论 （5）静电理论
资料由 整理
胶粘剂的主要性能
胶结性能——主要取决于胶粘剂的组 成。 粘结工艺性，如：调制、涂胶方式、搁 置环境和时间、固化条件等。粘结工艺性是 有关粘结操作难易程度的总评价指标。 粘结强度，单位粘接面上承受的粘接 力。结构型胶粘剂的粘结强度最高，次结构 型其次，非结构型最低。 稳定性：在一定温度下，浸渍一段时间 的强度变化。常用实测强度或强度保持率表 示。
胶粘剂劈裂抗拉强度测定
胶粘剂劈裂抗拉强度测定摘要本方法采用动态试验方法，对橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度进行测定，以探究不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度。
采用劈裂抗拉强度试验仪对试样进行实验，通过数据分析，得出了不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度，为橡胶胶粘剂的改进提供了参考依据。
引言随着社会的不断发展，橡胶胶粘剂在各个领域中的应用越来越广泛。
为了保证橡胶胶粘剂的使用安全性，需要对橡胶胶粘剂的性能进行一系列的检测和分析。
其中，劈裂抗拉强度是橡胶胶粘剂非常重要的性能指标之一，反映了橡胶胶粘剂在拉伸过程中能够承受的最大拉应力。
本方法主要研究不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度，为橡胶胶粘剂的改进提供数据支持。
实验方法本实验采用动态试验方法，采用劈裂抗拉强度试验仪对试样进行实验。
实验过程中，首先将试样拉伸至规定的拉伸长度，然后以规定的速度拉伸试样，记录试样断裂时的最大拉应力，即为劈裂抗拉强度。
实验结果为了保证实验数据的准确性，实验采用了多种控制变量方法，如控制橡胶胶粘剂的种类、含量、分子量等，以及控制试验条件如温度、湿度等。
通过数据分析，得出了不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度。
结果表明，不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度存在一定的差异。
一般来说，硅橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度较高，而纤维增强型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度相对较低。
此外，随着橡胶胶粘剂种类的不同，劈裂抗拉强度也存在一定的变化规律。
讨论与结论本研究通过对不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度进行测定，得出了不同类型橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度存在一定的差异。
这一结果为橡胶胶粘剂的改进提供了重要的参考依据。
未来，可以进一步研究橡胶胶粘剂的劈裂抗拉强度与其它性能指标的关系，如劈裂过程中的稳定性等，为橡胶胶粘剂的使用提供更加准确的数据支持。
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第26卷 第4期2006年8月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o.l 26,N o .4A ugust 2006胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响孔凡荣,游 敏,郑小玲,杨春梅(三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002)摘要:运用三维有限元法分析了胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头(简称劈裂接头)应力分布规律的影响。
结果表明:胶粘剂弹性模量和泊松比的变化对劈裂接头应力分布有着直接影响;随着弹性模量或泊松比升高,胶层内应力分布重心向左端移动,左端应力集中加强,峰值应力上升,但是泊松比对胶层最大主应力峰值的影响不如弹性模量的影响明显。
关键词:胶接接头;劈裂载荷;有限元法;应力分布中图分类号:TG491;TH123.4;TB115 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2006)04-0110-05收稿日期:2004-06-21;修订日期:2006-02-21作者简介:孔凡荣(1980)),男,硕士,(E -m ail)fanrong _kong @t 通讯作者:游敏(1958)),男,博士,教授,三峡大学校办。
胶接技术作为一种独特的结构连接技术,在要求轻质设计的应用领域中,如航空工业和自动化工业已变得越来越重要。
胶接接头中应力分布具体情况取决于胶接面的面积、接头宽度、搭接长度以及胶层厚度等多种因素。
研究这些因素对胶接接头中应力分布的影响规律,对于选择材料,优化接头设计都有重要意义[1,2]。
此外,胶接技术与其他连接技术相结合的连接方式在工业领域中越来越多地得到了研究和应用,例如,在汽车工业中得到了广泛应用的胶焊工艺,充分利用了胶接和焊接工艺的两者优点,应用前景广泛。
常保华等[3~6]运用弹塑性有限元法研究了搭接长度、板宽、板厚,以及胶粘剂弹性模量和胶层厚度对胶焊单搭接头应力分布的影响。
在金属胶接接头中,劈裂强度表征了其承受不均匀载荷的能力,又可反映在拉伸载荷作用下胶层中裂纹的扩展能力。
该指标受到胶接结构的设计和制造人员的普遍关注,尽管人们认为要避免使用主要承载为劈裂载荷的接头形式[2]。
文献[7]研究了表面粗糙度对劈裂接头强度的影响,发现表面粗糙度与劈裂强度有着线性关系,劈裂强度随着粗糙度水平和被粘物表面实际接触面积的增加而升高。
传统研究一般将劈裂、剥离等视为/线受力状态0,还有人甚至将其等同于/不均匀扯离0。
游敏教授[8]等在研究了前人所建立的劈裂力学模型的基础上,提出了一个新的劈裂接头应力分布模型,认为载荷是以分布力的形式作用在胶层上。
Sa w a .T.[9]等运用二维线弹性数值模型研究了劈裂接头应力分布规律,着重分析被粘物与胶粘剂层弹性模量之比,泊松比之比,胶粘剂层厚度和劈裂载荷分布对粘接界面应力分布的影响。
但是该模型忽略了胶接接头实际几何尺寸和力学性能参数对接头应力分布有着直接影响,故而分析结果有待进一步研究。
迄今为止,对劈裂接头应力场的研究主要集中于实验研究,如应变片实测法、光弹性实验等,对劈裂接头应力分布数值分析主要集中在二维弹性模型。
本研究运用三维有限元模型着重分析胶粘剂力学性能参数对劈裂接头中胶层-被粘物界面处应力分布的影响。
1 有限元模型的建立试样的外型尺寸见图1a ,单个试样长32mm ,宽25mm,全厚度为16mm,胶层厚度取0.2mm 。
上、下被粘物、胶层均采用实体块单元SOLI D 45,胶层附近区域网格细分,最小尺寸0.05mm,见图1b 。
分析中不考虑胶层中存在气孔等空隙,假定结构连接完好,结合面上不存在缺陷。
计算中所用材料的力学性能列于表1,被粘物为45钢。
考察了不同性能的胶粘剂。
运用弹塑性有限元分析了承受劈裂载荷的胶接接头区域的应力分布情况,用双线性应力应变曲线描述材料的弹塑性力学性能。
基于ANSYS6.1有限元分析软件考虑了材料的非线性和几何非线性。
第4期胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响图1 试样的外型尺寸(a)和有限元模型(b) F ig .1 D i m ensi ons o f speci m en (a)and mesh o f fi n itee l e m ent mode.l (b)2 计算和分析为考察不同胶粘剂对劈裂接头应力分布的影响,本研究模拟了丙烯酸酯胶(Rcry lic resi n adhe -sive)、酚醛树脂胶(Phenolic resin adhesive)和聚氨脂胶(P U adhesi v e)三种不同弹性模量胶粘剂制备的劈裂接头中工作应力分布,劈裂载荷为3000N 。
结果表明,相对于采用高强度胶粘剂制备的劈裂接头,采用低强度胶粘剂制备的劈裂接头胶层中应力分布总体趋势更加平缓,即胶层应力峰值明显降低,而低应力区各点应力值有所上升,这在各向正应力分布中得到明显体现;同时还考察了胶层剪应力分布变化趋势,结果与正应力分布变化正好相反,且主要以SZX 与SXY 分布为主,SYZ 分布较弱。
这说明胶粘剂弹性模量越高,强度越大,则胶层刚度增大,变形能力降低,导致胶层中各向正应力峰值明显上升,而剪切应力分布则相反。
图2给出了三种不同强度胶粘剂制备的劈裂接头在胶层-被粘物上界面Z=12.5mm 处各向应力分布的数值模拟结果。
表1 所用胶粘剂与被粘物的力学特性IT ab l e.1 M echanical properti es I of adhesive and adherend used .M ater ial E l asti c m odul us /M P aPo ission s 'rati oY ie l d stress/M P aH arden i ng m odu l us/M P a45#stee l 2000000.273252000Pheno lic resi n adhesi ve28750.4290500PU adhesi ve 8250.333019R cry lic resi n adhesi v e500.454040图2 胶粘剂不同的劈裂接头在胶层上界面(Z =1215mm )处应力分布(载荷:3kN )F i g .2 Stress d istri buti on at t he upper interface o f adhesive layer(Z =1215mm )w ith d ifferent adhesi ves :(a)X -directi on no r m alstress SX;(b)Y -directi on nor m a l stress S Y;(c)Z -d i rection nor m al stress SZ;(d)shear stress SXY;(e)shea r stress SZX;(f)shear stress SYZ (L oad :3k N )111航空材料学报第26卷为了进一步弄清胶粘剂弹性模量和泊松比对应力分布的影响规律,在使用单种胶粘剂(环氧树脂胶)的条件下(材料力学参数见表2),先对由不同弹性模量的胶粘剂制备的劈裂接头应力分布进行数值分析,再对由不同泊松比的胶粘剂制备的劈裂接头应力分布进行数值模拟,劈裂载荷取定为2kN。
表2所用胶粘剂与被粘物的力学特性ⅡT able.2M echan i ca l properti es II o f adhesive and adhe rendusedM ater i a l E lasti c modu l us/M PaPo ission s'rati o/M P a45#steel2100000.3 Epox i de resi n adhesi ve-130000.37 Epox i de resi n adhesi ve-220000.37 Epox i de resi n adhesi ve-310000.37 Epox i de resi n adhesi ve-45000.37 Epox i de resi n adhesi ve-51000.37 Epox i de resi n adhesi ve-630000.32 Epox i de resi n adhesi ve-730000.36 Epox i de resi n adhesi ve-830000.40 Epox i de resi n adhesi ve-930000.44 epox i de resi n adhesi ve-1030000.48胶粘剂弹性模量的变化对胶层界面各向应力分布的影响,如图3所示。
有限元计算结果表明:胶粘剂弹模值越高,相同承载下的劈裂接头胶层中高应力区(左端部)应力集中增强,各向正应力(尤其是SY,SZ)峰值呈上升趋势,见图3a,b和c,胶粘剂弹模值变化对胶层中剪应力分布的影响不如正应力明显,见图3d,e和f。
图4给出了胶粘剂弹性模量的变化对胶层最大主应力峰值的影响。
结果表明弹性模量越高,相同承载下的劈裂接头胶层中的最大主应力峰值呈上升趋势,应力集中趋于明显,这将直接影响接头的劈裂强度。
为了弄清泊松比对劈裂接头应力分布的影响规律,对单种胶粘剂(取环氧树脂胶)在不同泊松比条件下制备成的劈裂接头应力分布进行数值模拟(材料力学参数见表2),承受劈裂载荷为2000N。
胶粘剂泊松比的变化对胶层各向应力分布的影响,如图5所示。
泊松比越高,相同承载下的劈裂接头胶层中的各向应力峰值呈上升趋势,应力集中趋于明显,见图5a,b,c和d,由于剪应力SYZ,SXZ值很小,泊松比变化对其影响可忽略不计,见图5e和f。
但是胶粘剂泊松比变化对接头各部位最大主应力的影响比对正应力SX,SZ的影响要小得多,如图6所示。
图3劈裂接头上界面处各向应力分布(胶粘剂模量分别为100,500,1000,2000,3000,单位M Pa)(P=2000N)F i g.3X-directi on nor m a l stress S X(a),Y-directi on no r m al stress SY(b),Z-directi on no r m al stress SZ(c),shear stress SXY(d),shear stress SZX(e),and shear stress S Y Z(f)a t t he upper i nterface of adhesi ve l ayer w it h different elasti c m odulus o f ad-hesi ve(Z=12.5mm).112第4期胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响图4 胶粘剂弹性模量的变化对胶层最大主应力峰值的影响F ig .4Infl uence o f e lastic m odul us o f adhesi v e on peak va-l ues ofM ax i m um pr i nc i pa l stress in adhesive l ayer3 结 论(1)劈裂接头中应力分布呈三维状态,以正应力为主,剪切应力为辅,本文以三维有限元模型代替已有二维线弹性模型,分析结果更符合实际;(2)弹性模量和泊松比的变化对劈裂载荷作用下胶接接头应力分布有着直接影响。