五層粘接結構的斷裂行為模擬研究

張 軍，李志宏，賈 宏

(鄭州大學 化工與能源學院，河南 鄭州 450001)

五層粘接結構的斷裂行為模擬研究

張 軍，李志宏，賈 宏

(鄭州大學 化工與能源學院，河南 鄭州 450001)

粘接技術已被廣泛應用，斷層及開裂失效是粘接結構常見的失效類型.建立了五層粘接結構模型，分別是被粘物體、粘接界面和粘接材料.分別對搭接結構和對接結構的不同斷裂形式進行了模擬計算.結果表明，粘接界面內聚力強度小于或大于粘接材料強度，斷裂出現在較弱粘接面上；粘接界面內聚力強度等于粘接材料層強度，粘接材料層與粘接界面均出現破壞；搭接結構的斷裂方式與對接結構的斷裂方式相同.本研究結果可用于工程實際的粘接強度分析.

膠黏劑；粘接界面層；粘接層；斷裂；內聚力模型

0 引言

膠接結構被廣泛應用在飛機、汽車、建筑結構、微電子封裝等重要領域，斷層及開裂失效是結構型膠黏劑的主要失效形式[1-2].粘接結構的局部破壞將影響粘接結構整體承載能力，降低粘接結構的許用強度，因此，研究粘接結構由于界面強度和粘接材料層強度不同對其斷裂的影響具有重要的理論意義以及實際工程價值.

內聚力模型(cohesive zone model)已經被廣泛應用于分析粘接結構的斷裂過程.內聚力模型由Barenblatt等[3]首先提出，始于20世紀60年代. 隨后，Needleman等[4]提出了非線性的多項式和指數形式內聚力模型.Hutchinson等[5]建立了梯形的界面內聚力模型，內聚力模型能很好地描述粘接結構斷裂的拉力-位移本……