T型搭接胶接接头循环温度场对其强度的影响

摘要

随着全国各地雾霾天气的频发以及能源的紧俏，节能减排被逐渐提上日程，同时汽车轻量化粘接技术迅速发展，铝合金、碳纤维和高分子材料等大量的新型材料应用于汽车车身来达到减重的目的，为了解决异质材料的链接问题，轻量化粘接手段得到了充分的重视，因为它具有应力分布均匀、密封性好和抗疲劳耐久性强等特点，其中T型搭接结构胶接接头被广泛应用于汽车行业。
　　本文以内聚力模型为基本理论，分析了胶层发生破坏裂纹形式，其中包括Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹和Ⅲ型（混合型）裂纹，同时我们还探讨了裂纹的初始阶段和裂纹传播阶段的准则，为下文进一步的有限元仿真分析工作提供了理论基础。与此同时本文还引入温度疲劳退化模型(EDM)来模拟温度循环场对T搭接接头强度的影响。
　　本次实验的目的是通过实验室内的温度循环试验箱模拟汽车服役的循环温度场环境，对钢/铝T搭接的非平衡胶接接头的破坏强度进行环境退化的研究。同时，本文得出环境退化参数Deg并且应用内聚力模型模拟T型搭接接头胶层破坏进程，来观察循环温度场对胶层材料属性的影响。实验结果表明，胶接接头在循环温度场作用下，接头的宏观强度表现出不同程度的退化现象，并且随着时间的推移，接头所能承受的最大拉力逐渐降低，运用ABAQUS有限元软件对胶接接头进行建模分析，并且通过内聚力单元对胶层的破坏过程进行模拟。