復(fù)合材料膠接接頭內(nèi)部應(yīng)變測(cè)量和受力分析.pdf

1、相對(duì)緊固件連接技術(shù)，膠接依靠粘接面?zhèn)鬟f載荷，是一種較優(yōu)的復(fù)合材料連接手段。膠接接頭受力模型一直是復(fù)合材料連接領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前應(yīng)變測(cè)量手段主要適用于材料表面應(yīng)變測(cè)量，很難直接獲得膠接接頭內(nèi)部應(yīng)變對(duì)理論模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)工作基本停留在初級(jí)剪滯模型階段，設(shè)計(jì)中通過犧牲接頭重量，提高安全閾值來保證膠接安全性。此外由于缺乏監(jiān)測(cè)膠接失效的有效手段，從結(jié)構(gòu)安全角度考慮，不得不減少膠接技術(shù)的使用比例。因此研究接頭內(nèi)部應(yīng)變的測(cè)量方法、建立接頭受載

2、模型、開發(fā)損傷監(jiān)測(cè)手段對(duì)促進(jìn)膠接技術(shù)在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文首先借助表面電阻應(yīng)變片和內(nèi)置FBG傳感器測(cè)量了接頭表面與內(nèi)部應(yīng)變。分析發(fā)現(xiàn)搭接板內(nèi)部存在嚴(yán)重的次彎曲效應(yīng)，數(shù)值模擬中應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性影響，傳統(tǒng)的線彈性設(shè)計(jì)結(jié)果偏保守。然后采用有限元數(shù)值分析手段結(jié)合子模型技術(shù)分析了復(fù)合材料膠接單搭接接頭在拉剪作用下的受載狀態(tài)。結(jié)果表明模擬值與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值基本相近，有限元分析手段可用于分析復(fù)合材料膠接接頭的受載情

3、況，搭接區(qū)剝離應(yīng)力、剪應(yīng)力和等效應(yīng)力都在搭接末端附近達(dá)到最大值，是初始失效的易發(fā)區(qū)。
　　 在此基礎(chǔ)上，借助子模型技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段研究了膠接參數(shù)與接頭應(yīng)力分布、搭接末端彎矩的關(guān)系，并考察了受載歷程對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響。分析表明通過端部切削、采用韌性膠粘劑、引入膠瘤均可削弱搭接末端的剝離趨勢(shì)，緩解應(yīng)力集中程度，提高接頭承載效率;加載過程中，載荷越大，膠層發(fā)生塑性變形區(qū)域越大，應(yīng)力分布趨于均勻，膠層有效受載比例越高。
　　 最