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原文传递胶粘疲劳裂纹扩展特性研究

论文题名：	胶粘疲劳裂纹扩展特性研究
关键词：	行车材料;胶粘连接;疲劳裂纹;扩展特性
摘要：	随着汽车产业的不断发展，汽车产业对技术的革新提出越来越多的要求，汽车的轻量化日益成为技术革新的重点。轻量化对车用金属的材料，结构以及零部件的连接方式提出了更高的要求。由于胶粘连接区别于传统的焊接，铆接以及螺栓连接的优异的疲劳特性，目前胶粘连接在汽车上的使用逐渐广泛起来。粘接件的连接均匀，应力集中小，使用寿命长。胶接可以实现同种材料的连接，也可以实现异种材料的连接，例如金属与金属，金属与非金属之间，适用范围更加广泛。为了探究胶粘连接的疲劳特性，本文开展了以下的工作：　　(1)提出了一种新型对接胶粘连接裂纹扩展信息测试的实验方法。该方法采用了直流电位法，相对于传统的显微观察法，能够观测来自试样内部的裂纹情况。该方法利用电位变化与裂纹扩展信息之间的关系来测量裂纹扩展数据。　　(2)基于直流电位法搭建胶粘疲劳裂纹扩展试验平台。试验系统整体包括万能试验疲劳机，试样的专用夹具、直流电压源、分流电阻箱、NI数据采集设备等其他试验附件。考虑到实验环境的绝缘性，本文在夹具与疲劳机的连接部分增加了一段绝缘连接件。在以上实验设备准备完全后，本文进行胶粘连接的疲劳裂纹扩展试验。　　(3)根据实验结果对试样的疲劳特性和裂纹扩展特性进行分析。试验得到了试样两端电压变化曲线以及加载过程中的力位移曲线。针对力位移曲线本文分析其疲劳迟滞回线的性质;针对电压曲线，本文利用推导的裂纹电压转换公式获得其裂纹长度的变化曲线，观察其裂纹长度变化的特点。　　(4)根据裂纹长度的变化曲线建立胶粘疲劳裂纹扩展模型。本文利用Paris模型来表达，Paris公式一般用于表征裂纹扩展中速区，Paris定理的数学公式表达式为da/dN=C(ΔK)m。其中应力强度因子K是反映裂纹尖端应力分布的物理量，本文利用基于有限元方法的J积分算法求解应力强度因子，最终绘制裂纹扩展速率的双对数曲线，并依照paris定理对数据进行分析。
作者：	费文杰
专业：	车辆工程
导师：	郑刚;高晖
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文