不同輕質材料單搭接頭性能的研究

不同輕質材料單搭接頭性能的研究

刊名：Journal of Engineering Materials and Technology（英）

刊期：2016年第138期

作者：R.Avendano et al

編譯：朱會

近年來，汽車工業不斷使用輕質材料生產車輛的結構部件，以減輕整車的質量。目前正在開發新型輕質材料來實現這一目標。為了保持甚至提高乘員的安全性，由這些輕質材料制成的結構部件需要承受不同溫度條件下的靜態負荷和沖擊負荷。而對于不同輕質材料的連接,能否承受靜態負荷和沖擊負荷是設計車輛考慮的關鍵問題。主要研究了在真實汽車行駛條件下,利用新型耐沖擊環氧粘合劑將玻璃纖維增強塑料與鋁合金粘合,制成單搭接頭（SLP）,并對其強度進行測試。試驗采用新型耐沖擊環氧粘合劑進行接頭力學性能測試,在準靜態負荷和沖擊負荷下分別在-30℃、23℃和80℃溫度條件下對不同輕質材料制成的單搭接頭進行測試。利用在靜態和沖擊負荷下獲得的數據建立單個搭接接頭簡單的數值模型。試驗結果表明，新型耐沖擊環氧粘合劑的拉伸強度隨應變速率的增加而增大,隨溫度的升高而降低。接頭性能受粘合劑溫度的影響，特別是在高溫（80℃）下粘合劑會因膠層內聚而失效,且該溫度下鋁合金會產生塑性變形。在低溫和室溫下,粘合劑會變得很脆而產生復合材料分層現象。將所建立的數值模型應用于ABAQUS CAE中，并對其進行準靜態負荷試驗和沖擊試驗。試驗結果表明：①在靜態負荷試驗下，利用模型能夠精確地預測結構件強度；②在沖擊試驗下，模型對性能預測的準確性不如靜態負荷試驗，但能描述真實條件下粘合劑的性能。