不同轻质材料单搭接头性能的研究

不同轻质材料单搭接头性能的研究

刊名：Journal of Engineering Materials and Technology（英）

刊期：2016年第138期

作者：R.Avendano et al

编译：朱会

近年来，汽车工业不断使用轻质材料生产车辆的结构部件，以减轻整车的质量。目前正在开发新型轻质材料来实现这一目标。为了保持甚至提高乘员的安全性，由这些轻质材料制成的结构部件需要承受不同温度条件下的静态负荷和冲击负荷。而对于不同轻质材料的连接,能否承受静态负荷和冲击负荷是设计车辆考虑的关键问题。主要研究了在真实汽车行驶条件下,利用新型耐冲击环氧粘合剂将玻璃纤维增强塑料与铝合金粘合,制成单搭接头（SLP）,并对其强度进行测试。试验采用新型耐冲击环氧粘合剂进行接头力学性能测试,在准静态负荷和冲击负荷下分别在-30℃、23℃和80℃温度条件下对不同轻质材料制成的单搭接头进行测试。利用在静态和冲击负荷下获得的数据建立单个搭接接头简单的数值模型。试验结果表明，新型耐冲击环氧粘合剂的拉伸强度随应变速率的增加而增大,随温度的升高而降低。接头性能受粘合剂温度的影响，特别是在高温（80℃）下粘合剂会因胶层内聚而失效,且该温度下铝合金会产生塑性变形。在低温和室温下,粘合剂会变得很脆而产生复合材料分层现象。将所建立的数值模型应用于ABAQUS CAE中，并对其进行准静态负荷试验和冲击试验。试验结果表明：①在静态负荷试验下，利用模型能够精确地预测结构件强度；②在冲击试验下，模型对性能预测的准确性不如静态负荷试验，但能描述真实条件下粘合剂的性能。