基于弹性厚粘胶层的结构性连接点响应建模和预测



基于弹性厚粘胶层的结构性连接点响应建模和预测

带有柔性粘合剂的连接点因其具有良好的抗冲击能力而在汽车结构性粘结方面应用日益广泛。粘结点的高变形特性允许其在变形大条件下传递载荷并吸收能量。相对于刚性粘结剂，柔性粘结剂的抗疲劳特性使得连接点应力分布更加均匀。为获得好的柔性设计而采用了基于基底碎片的几何结构，双悬臂梁和单悬臂梁模型在粘胶层会产生连续生长的裂纹和连续断裂能量。

利用粘结单元的渐进损伤模型预测连接点的结构响应。渐进损伤模型能够预测准静态载荷作用下的连接点从破坏开始到最终失效过程中的结构性响应。研究了渐进损伤模型在更厚、更柔的粘结系统中的应用。粘结区域参数通过试验获取的模型载荷-位移响应拟合而得到。采用汽车常用连接点的渐进损伤模型验证粘结区域材料拟合特性。选用搭接剪切连接点和剥离连接点代表汽车常用连接点：①组成相同，但基底材料不同；②在汽车行驶过程中受复合载荷作用；③采用相同粘结剂，且粘结剂厚度相同，通过定量和定性分析对比预测数据和试验数据验证预测响应准确性。粘结单元渐进损伤模型参数直接从断裂力学试验报告获得，并通过有限元预测试验模型的载荷-位移曲线进行标定。采用标定的粘结参数及复合型断裂准则预测连接点模型响应特性。试验结果表明：①在不考虑基底材料强塑性变形时，剥离连接点预测数值结果和试验结果表现出合理的相关性；②而搭接剪切连接点的预测数值与试验得到的载荷-位移关系曲线具有良好的一致性。

刊名：International Journal of Adhesion & Adhesives（英）

刊期：2015年第63期

作者：K. Hasegawa et al

编译：王琳琳