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振动载荷下单搭接接头的疲劳特性研究
| 论文题名： | 振动载荷下单搭接接头的疲劳特性研究 |
| 关键词： | 汽车轻量化;振动载荷;单搭接胶接接头;疲劳特性;数值模型 |
| 摘要： | 为了节能减排、保护环境汽车轻量化技术受到各大汽车生产商的青睐，轻量化技术要求采用更多的轻质材料代替传统的金属材料而异质材料的连接就为胶接技术的应用提供了广阔的发展平台。与传统的机械连接相比胶接具有工艺简便、应力分布均匀、密封性好以及疲劳耐久性好等众多优点。 与其它结构一样，胶接结构也不可避免的会受到静载以及疲劳载荷的影响。所以在设计胶接结构时，预测胶接结构的静载强度以及研究胶接结构在振动载荷下的疲劳特性都是十分有必要的。本文采用数值建模、设计试验、有限元建模等手段对CFRP/钢单搭接胶接接头进行了一系列的研究。本文依据Mindlin理论构建了复合材料的数值模型，且在内嵌扩展(EPZ)模型的基础上构建了混合EPZ模型的数值模型，结合复合材料的数值模型和胶层的数值模型笔者构建了复合材料胶接接头的数值模型。该模型能够描述复合材料胶接接头的力学响应，同时它也作为有限元分析的理论支撑。 此外，本文通过设计试验研究了钢和碳纤维单搭接接头在剥离振动载荷下的疲劳特性，对疲劳后接头的剪切强度、模态性能进行了探究。通过扫描电镜法观察了接头的断裂样貌，分析了接头的疲劳损伤并阐述了宏观结果产生的微观原因。本文建立了单搭接接头静载下的内嵌扩展(EPZ)模型、单搭接接头模态分析的有限元模型。通过向EPZ模型中引入疲劳参数建立了接头的疲劳损伤模型，仿真结果和试验结果的吻合证实了疲劳损伤模型的有效性。本文的研究方法、内容以及结果都可以为粘接结构的研究、设计、应用提供基础的指导和帮助作用。 |
| 作者： | 周申光 |
| 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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