板厚、温度和速度对单搭接胶接接头强度的影响

为了探讨单搭接胶接接头结构的破坏机理,采用Hopkinson拉杆实验技术,研究了板厚、温度和速度(试样端部的最大速度)对单搭接胶接接头强度的影响。实验结果表明,板越厚、温度越低、速度越大,接头的强度越大。运用有限元方法分析了胶层的应力分布,通过引入剥离应力对试样强度的影响因子,研究发现板越厚、温度越低、速度越大,剥离应力对接头强度的影响越小。

胶瘤对单搭接胶接接头强度的影响

阐述了胶瘤所引起的金属单搭接胶接接头端头效应及其应力特性 ,采用三角形断面的金属楔块模拟了胶瘤对单搭接胶接接头承载能力的影响 实验结果表明 ,胶瘤或楔块的存在使单搭接接头的端头应力集中程度相对下降 。

复合材料单搭接胶接头破坏声发射监测

采用声发射技术对单向拉伸载荷作用下复合材料单搭接胶接头的剪切破坏试验进行实时监测的方法，研究搭接长度对单搭接胶接头损伤破坏的影响规律及其相应的声发射响应特征。结果表明，随搭接长度的增加，引起单搭接胶接头的受力不均匀性增加，损伤易发生在胶层边缘应力集中区域，胶接头承载能力不断上升的同时，平均剪切应力逐渐降低；胶层边缘应力集中更明显，从而出现较多的声发射信号，且幅度在60～80dB的声发射信号明显增多，声发射撞击累积数有上升趋势。声发射相对能量、幅度分布等声发射信号与胶层的损伤破坏过程相对应。

同轴单搭接胶接接头力学性能的研究

利用有限元方法研究了偏轴单搭接胶接接头和同轴单搭接胶接接头的力学性能,结果表明:同轴单搭接胶接接头可以使接头趾部的弯矩为零,进而有效地降低剥离应力的峰值和减轻剪切应力的集中程度,是一种极为合理的胶接接头形式。

单搭接胶接接头弹性应力的二维分析方法

提出一种能得到单搭接胶接接头二维弹性应力解析解的的一般分析方法。该方法从纵向正应力沿厚度线性分布的理论假设出发,用完整的几何方程与本构方程,在考虑了被粘物与胶层的剪应力和剥离正应力沿厚度的变化,而且严格满足包括搭接区端头胶层剪应力为零的所有边界条件下,能够准确地预测接头任意点的应力状态,并适用于被粘物/胶层几何和材料属性的任何组合。通过与以往的解析解和有限元分析结果对比表明:不仅胶层平均剪应力最大值发生在距胶层端头很近的位置处,而且平均剥离正应力最大值位置也距离接头端头很近。这与以往绝大多数理论解预测"胶层剪应力和剥离正应力最大值都发生在端头处"的结论不同;该解析解有很好的精度和较广的适用范围。

基于粘弹性本构模型的双搭接胶结接头应力分析

采用广义Maxwell(麦克斯韦尔)粘弹性本构模型表征胶黏剂的时间相关力学特性,采用Yeoh本构模型描述橡胶材料的超弹性,建立了钢-橡胶双搭接胶结接头的有限元计算模型.在此基础上分析了加载时间对接头粘接界面剪切应力的影响.计算结果表明,剪切应力随着加载时间的增长而减小.此外,分析了胶层厚度对接头粘接界面剪切应力的影响,随着胶层厚度的增加,剪切应力增大.

单组分聚脲作为三元乙丙防水卷材搭接胶的性能研究

对采用单组分聚脲防水涂料作为三元乙丙防水卷材搭接用粘结剂的粘结性能进行了研究,得出了搭接长度以100mm为较佳的结论。

CFRP单搭接胶接接头拉伸破坏行为与失效机制

采用CFRP层合板制备搭接长度为20 mm的单搭接胶接接头,通过万能电子试验机、扫描电子显微镜(SEM)等设备进行测试,获得接头载荷-位移曲线和微观断面形貌,同时基于连续损伤力学模型及3D Hashin失效准则模拟CFRP层合板损伤起始与演化过程,选用Cohesive单元模拟胶层和CFRP层间基体的渐进损伤。通过与实验数据对比,验证了仿真模型的有效性,并通过分析胶层与CFRP各铺层间的应力分布,结合接头失效后的断面形貌,研究了接头在拉伸过程中的破坏行为和失效机制。结果表明,在拉伸载荷作用下,接头损伤首先发生在搭接区域中层合板施力端的90°铺层,随着载荷增加,接头出现纤维撕裂破坏,同时在剥离应力和剪切应力共同作用下,裂纹发生倾斜扩展,失效模式逐渐由纤维撕裂破坏向胶层界面破坏转变。根据接头应力分布及损伤演化过程,胶层主要承受剥离应力和II型断裂模式下的剪切应力,其中,剪切应力是胶层出现起始损伤的最主要原因。层合板各铺层间应力具有明显差别,其中,剪切应力的集中区域主要位于90°铺层,并且导致接头产生初始裂纹。

同轴单搭接胶接接头应力分布的探讨

利用有限元方法研究了偏轴单搭接胶接接头和同轴单搭接胶接接头的力学性能。结果表明,同轴单搭接胶接接头可以使接头搭接末端的弯矩变为零,进而有效地降低剥离应力的峰值,减轻剪切应力的集中程度,是一种较为合理的胶接接头形式。

搭接长度对复合材料单搭接胶接接头的影响

针对复合材料单搭接接头的拉伸性能进行有限元建模，分析搭接长度对单搭接接头的应力分布和破坏模式的影响。结果表明：当搭接长度在5～45mm变化时，最小剪切应力逐渐减小，当搭接长度大于20mm时，搭接长度对应力分布的影响减少；破坏载荷逐渐增大，当搭接长度大于20mm时，搭接长度对破坏载荷的影响减少；单搭接接头的破坏模式为胶层一复合材料界面的边缘发生部分损伤，导致胶层损伤，搭接长度的变化影响单搭接接头的损伤严重程度。

搭接长度对CFRP单搭接胶接接头剩余强度影响研究

在ABAQUS中建立了碳纤维复合材料(CFRP)单搭接胶接接头的有限元模型,对胶接接头的低速冲击和剩余拉伸强度进行了分析,研究了CFRP单搭接胶接接头冲击响应参数和冲击损伤参数,得到了无损和含低速冲击损伤CFRP单搭接胶接接头的拉伸强度,并通过低速冲击试验和拉伸试验验证了有限元分析的可靠性和正确性。最后研究分析了搭接长度对含低速损伤CFRP单搭接胶接接头剩余拉伸强度的影响规律,为工程上CFRP单搭接胶接接头的设计提供了参考。

纤维铺层方式对CFRP-铝合金单搭接胶接接头拉伸性能影响

为了分析异质材料胶接接头内部典型应力分布规律与刚度退化特点,探究不同铺层方式对异质材料单搭接胶接接头内部应力分布状态影响规律,开展试验和仿真相关研究。首先,制备不同铺层方式的CFRP(carbon fiber reinforce plastic)-铝合金单搭接胶接接头试验件,使用拉伸试验机进行拉伸试验,获得基本试验数据。其次,利用连续损伤模型、3D Hashin失效判据和Cohesive Zone Model研究异质材料胶接接头不同部位典型破坏特点。结果表明,随着复合材料板中0°铺层比例增加,胶接接头极限载荷呈现增加趋势,与之相反接头拉伸位移逐渐缩短。接头铺层方式与载荷方向共同影响胶接接头力学性能,当复合材料板内部各个方向纤维铺层较为均匀时,可以有效降低接头应力集中,载荷方向与铺层纤维方向一致时,可有效提高接头连接强度。复合材料板中0°铺层占比对接头的极限载荷和刚度退化(scalar stiffness degradation,SDEG)影响较大,0°占比越小接头承载能力越弱,接头刚度退化越复杂。

新型钢筋灌胶搭接连接件受力性能及设计方法研究

钢筋连接技术是影响预制装配式结构发展的重要因素之一,对比约束浆锚连接和套筒灌浆连接等传统连接方式,提出一种新型钢筋连接方式,即钢筋灌胶搭接连接。该方式具有可靠的受力性能,且制作成本低、加工简单,有利于推广使用。进行9组18个钢筋灌胶连接件拉拔试验,研究其在不同钢筋搭接长度、套筒尺寸和钢筋直径影响下的破坏过程和破坏形态,研究结果表明钢筋灌胶搭接连接件受力性能可靠。搭接长度对连接件破坏过程和破坏形态的影响最大,当搭接长度≥12d时连接件表现为钢筋断裂破坏。此外,3个应用该连接件的装配式偏压柱拉拔试验结果表明柱破坏截面均出现在后浇段以外的部分,验证了连接件的可靠性。

DIC技术在复材胶接结构拉伸性能研究中的应用

为研究复合材料单搭接胶接结构的拉伸性能,通过数字图像相关方法(DIC)进行复合材料单搭接胶接结构全场变形场及应变场测试,采用电阻应变片测量方法进行对比验证分析,直观地研究拉伸剪切作用下的复合材料单搭接胶接结构的表面应变分布及失效机理。结果表明:单搭接胶接结构的双侧应变分布基本呈现反对称规律;采用数字图像相关测试技术测得应变值是有效的;复合材料单搭接胶接结构应变值相对较大位置位于搭接区域外,与失效模式进行对比分析,可知断裂发生在搭接区域外的完好被粘物区域。

单搭接接头峰值应力数值模拟的正交法分析

运用正交试验法研究了几个主要力学和几何参数如泊松比,弹性模量和被粘物厚对单搭接接头Von Mises等效应力的影响。有限元分析结果的极差分析、方差分析和最优方案的工程平均等结果表明:被粘物厚对单搭接接头Von Mises等效应力影响最大,弹性模量次之,泊松比影响程度最小。分析可知:高的泊松比、低弹性模量和被粘物厚的增大会使得Von Mises等效应力值显著降低。

复合材料胶接结构的全场应变分布研究

复合材料结构胶接连接具有高的结构效率并且是减轻结构重量的一种措施。复合材料胶接结构的静载失效机理复杂,因此本文采用更为全面的数字图像相关技术对全场应变分布进行研究。通过对平衡型复合材料单搭接接头进行拉伸失效试验,并采用数字图像技术研究全场应变,采用电阻应变片接触式测量方法进行对比分析,最后系统地研究了拉伸作用下的平衡型复合材料单搭接接头的表面轴向应变分布及厚度截面的剪应变分布。

石英纤维/氰酸酯树脂复合材料胶接面的激光处理研究

胶接是复合材料结构连接的主要方式之一,而胶接面的表面处理对胶接性能有显著的影响。本文采用紫外激光对氰酸酯树脂基复合材料的胶接面进行处理,研究了激光参数对表面形貌、胶接性能等的影响规律。数值模拟结果显示激光热影响区很小,且根据纤维与树脂的温度响应及各自的气化温度可知激光处理以表面树脂消融为主。表面形貌观察发现:激光处理时会因为氰酸酯树脂的不完全热解而形成炭黑。准静态单搭接胶接拉伸剪切试验结果表明合适的激光参数能够提升胶接强度,并且离散系数较小;但不合适的激光处理参数反而会降低胶接强度。激光处理后最大剪切强度为22.575 MPa,相比于不处理提升27.1%,对应离散系数为2.7%。

一种新型柱-柱连接节点的装配式柱试验研究

提出了一种采用新的钢筋灌胶搭接方式的新型装配式柱-柱连接节点,首先以搭接长度为变化参数,对12个钢筋灌胶搭接的试件进行拉伸试验,确定其合理的搭接长度。其次为探讨这种搭接方式及连接节点整体受力性能,以偏心距、后浇段箍筋形式及后浇段长度为变化参数,设计了6个装配式柱和1个现浇柱进行单向偏压试验。通过试验,研究不同受力条件下装配式柱的受力破坏过程和形态以及各参数对构件偏压承载力、钢筋应变等的影响。基于试验数据及承载力计算分析,本文提出的新型柱-柱连接节点具有施工方便,受力性能可靠的优点,可供工程应用参考。

浅析华为科研中心地下室防水工程施工

地下室防水工程作为建筑工程的一个重要分部工程,在建筑工程中占有十分重要的地位,防水效果的好坏,对建筑物的质量至关重要。由于防水工程的高质量完成,为华为科研中心荣获"鲁班奖"提供了保证,在当今地下室底板防水层渗漏还是常见的通病下,此工程实例的经验和做法值得研究。

Influence of anodic oxide film structure on adhesive bonding performance of 5754 aluminum alloy

Three types of anodic films(unsealed,hot water sealed and agent sealed)were prepared to study the effects of anodic film structure on the adhesive bonding performance of AA5754 automotive sheets.The morphology of the anodic films was examined by using scanning electron microscope(SEM)and the composition was examined by glow discharge optical emission spectroscopy(GDOES).The adhesive bonding strength and the durability in corrosive environment were investigated by using single lap-hear test and salt spray test(SST),respectively.The results showed that the unsealed sample could provide high initial bonding strength,but the durability was poor in corrosive environment.The hot water sealed sample could provide high durability,but the bonding strength was low.In contrast,the agent sealed sample displayed porous structure at outer layer and partially plugged nano pores structure at inner layer,providing both excellent bonding strength and durability.