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汽车轻量化异种材料胶接接头力学性能研究
| 论文题名： | 汽车轻量化异种材料胶接接头力学性能研究 |
| 关键词： | 汽车车身;异种材料;胶接接头;力学性能;轻量化设计 |
| 摘要： | 汽车工业的发展趋势中，轻量化设计是实现汽车节能、安全和环保的有效手段，它不仅能提高汽车动力性、降低燃油消耗和排放，而且能有效提高汽车车身刚度和耐撞性能。为实现轻量化和材料利用效率最大化，越来越多的铝、镁、塑料、复合材料和高强度钢等不同种类的先进轻质材料同时在现代车身中混合使用，传统的电焊连接技术很难实现异种材料连接的特殊要求，胶接和机械连接是较理想的选择。胶接不但能增强抗腐蚀性，而且能带来车身刚度的增加。而胶接结构的可靠性必须通过它的力学性能来评测，接头的胶接强度的实验研究是评测的有效方法，同时胶接强度也是现代胶接技术中所追求的一项重要指标。 本文以汽车车身结构中常用的单搭接接头为研究对象，通过实验和有限元模拟的方法，对钢板、碳纤维增强复合材料（CFRP）板所架构的平衡接头和非平衡接头的胶接性能进行了研究。一方面，实验研究了搭接长度、搭接方式及搭接板属性对接头强度的影响，并对破坏形貌进行了分析;同时利用ABAQUS对钢-钢接头，和CFRP-钢接头进行有限元仿真，分析了接头的应力云图，结果发现仿真结果与实验结果吻合较好，验证了仿真分析的可行性和合理性;另一方面从分析结果中可知:随着搭接长度增长，应力分布情况基本不变;接头越长，则接头中间部位的应力越小，甚至趋向为零;随着搭接长度的增加，接头峰值应力逐渐减小，接头强度增强，接头端部应力集中也更明显，当接头长度增大到某一值后，接头中部应力变为零。结果又表明同种材料的胶接接头和异种材料的胶接接头，无论是平衡接头还是非平衡接头，当粘接长度增大时，接头的粘接区域的应力集中现象没有得到改善，接头的强度就不发生变化;但是在发生破坏时会增大粘接区域能够承受载荷的部位，那么发生最终失效时，最大的失效位移就会增大，因此，接头发生最终失效后所吸收的能量也增大。 |
| 作者： | 杨晓莉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李伟东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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