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原文传递一种复合材料车体粘接结构及强度设计方法

专利名称：	一种复合材料车体粘接结构及强度设计方法
摘要：	本发明公开了一种复合材料车体粘接结构及强度设计方法，包括基础实验研究与结构分析计算两部分。第一部分，基础实验研究，主要工作是根据实验制定方案进行试件粘接及固化、实验测试及实验数据处理工作；第二部分，结构分析计算，主要研究内容包括：基于拉剪双向应力的粘接接头强度校核方法及流程研究报告，粘接剂强度条件及试件破坏形式测试与探讨研究报告，车体各部分粘接胶层结构的强度校核分析研究报告。本发明基于耐候性实验测试结果和疲劳寿命曲线，为粘接结构分别在动、静态条件下服役寿命预测提供理论依据，为后期开展老化环境和载荷耦合条件下粘接结构寿命研究提供基础，为进一步寻求更加贴合车体条件下粘接结构强度设计方法提供支撑。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	华北水利水电大学
发明人：	范以撒;刘继高;周甲伟;上官林建;段俊法;彭晗;郭朋彦;张华伟;运红丽;古冬冬;胡锋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910318802.X
公开号：	CN110031398A
代理机构：	西安研创天下知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨凤娟
分类号：	G01N19/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	450045 河南省郑州市北环路36号
主权项：	1.一种复合材料车体粘接结构及强度设计方法，其特征在于：步骤1、基础实验研究，根据实验制定方案进行试件粘接及固化、实验测试及实验数据处理工作 1)常温、+70℃、-40℃温度下2种粘接剂力学性能测试的研究； 2)常温、+70℃、-40℃温度下不同粘接基材的粘接性能测试研究； 3)两种粘接剂空载下耐候性试验研究； 4)不同粘接基材的耐候性试验研究； 5)带有工作载荷的粘接剂耐候性研究； 6)厚度对粘接强度影响的研究； 7)环境温度对粘接强度的影响研究； 8)搭接宽度对粘接强度的影响研究； 9)不同载荷对粘接接头疲劳性能的影响； 10)粘接剂选型方法的研究；步骤2、结构分析计算基于拉剪双向应力的粘接接头强度校核方法及流程研究。 2.根据权利要求1所述的复合材料车体粘接结构及强度设计方法，其特征在于，步骤1中， 1)具体为：分别在常温、+70℃、-40℃温度下，对0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的七组实验试件进行拉伸破坏试验，观察试件破坏过程的作用力-位移曲线，并导出实验数据，计算单位粘接面积所承受的载荷即粘接强度，统计Sikaflex-265粘接剂在常温、+70℃和-40℃温度下的粘接强度性能； 2)具体为：选择0°、45°、90°的三组实验试件，将不锈钢做成薄片试件，粘接在铝合金与铝合金之间，用于研究粘接剂Sikaflex-265在常温、+70℃、-40℃温度下相对铝合金、不锈钢的粘接性能； 3)具体为：选择0°、45°、90°的三组粘接接头形式，对每种粘接接头形式使用粘接剂Sikaflex-265进行粘接；将粘接并固化好的试件放入环境箱内进行耐候性处理，然后分别对粘接试件进行准静态拉伸试验，采用最小二乘法拟合曲线方法研究两种粘接剂的粘接强度随耐候性处理周期数的变化规律；由于车辆运行期间气候环境的多变性，拟对拟合曲线进行安全修正处理，得到一条能用于工程设计研究的粘接剂强度与耐候性处理周期数的函数关系； 4)具体为：选择0°、90°的两种常见粘接接头，将不锈钢做成薄片试件，粘接在铝合金-铝合金之间，使用粘接剂Sikaflex-265进行粘接，粘接好试件并固化一段时间后，把粘接试件放入环境箱内进行耐候性处理实验，最后对粘接试件分别进行拉伸和剪切实验，并统计两种粘接剂不同粘接基材的粘接强度变化规律； 5)具体为：查阅国内外相关粘接实验标准，选择搭接和对接两种粘接接头形式，对粘接接头使用粘接剂Sikaflex-265进行粘接；使用加载夹具对粘接试件施加一定的力并保持不变，将加载夹具与粘接试件的装配件放入环境箱内进行耐候性处理，最后对粘接试件进行准静态拉伸试验，统计两种粘接剂的粘接强度变化规律；考察并研究耐候性处理条件对试件粘接强度的影响关系；以便于工程人员根据车辆实际运行工况合理选择粘接剂，保证车辆运行期间，粘接结构的可靠性与安全性； 6)具体为：选择0°、45°、90°粘接试件，粘接厚度分别为1mm、2mm、3mm、5mm，并完成试件粘接，通过准静态拉伸破坏试验测得时间-力曲线以及相应的实验数据，求出粘接剂在不同粘接厚度下的粘接强度，得到粘接厚度对粘接剂粘接强度的影响规律； 7)具体为：首先按照标准设计搭接和对接粘接接头，使用粘接剂Sikaflex-265进行粘接，在粘接剂的使用范围内按照一定的区间选择多组不同的温度测点；分别测出每个环境温度下每种粘接剂的该组粘接试件的平均粘接强度，采用最小二乘法拟合曲线研究环境温度对每种粘接剂的粘接强度的影响； 8)具体为：设计并粘接搭接宽度分别为15mm、25mm、35mm、45mm的试件，通过准静态拉伸破坏试验测得时间-力曲线以及实验数据，求出粘接剂在不同搭接宽度下的剪切强度，得到搭接宽度对剪切强度的影响规律； 9)具体为：参照DIN EN ISO 9664-胶粘剂拉伸剪切胶粘件疲劳性能的试验方法，研究不同载荷对粘接接头疲劳性能的影响，测试胶粘剂的S-N曲线； 10)具体为：选用粘接剂时，首先应了解其的基本技术性能，这些性能是保证粘接程度的基本条件。
所属类别：	发明专利