基于内聚力模型的材料类型对胶接接头力学性能的影响

为了探究不同搭接材料对胶接接头力学性能和失效机理的影响,本文分别利用内聚力模型(CZM)和Hashin失效准则对胶黏剂和碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料层合板进行建模。通过对文献中提取的CFRP层合板胶接接头试验进行模拟,验证了模型准确性。此外,在已验证模型的基础上建立同种材料(CFRP、钢板、铝板)和不同种材料(CFRP/钢板、CFRP/铝板)单搭接胶接接头拉伸数值模型,分析了拉伸损伤和胶接接头不同部位刚度退化特点。结果表明,随着胶接长度的增加,所有搭接接头极限荷载均呈增加趋势;钢板和铝板与CFRP混合搭接时,由于钢板强度比铝板强度高,使得铝板混合搭接有更大的拉伸应变和剥离应变,故而相比于铝板混合搭接,钢板混合搭接的极限荷载更高;胶接接头在加载过程中不同搭接材料会影响胶层和CFRP层合板起始损伤。本文通过对不同搭接材料胶接接头的研究,为胶接接头设计提供了依据。

铆钉连接结构有限元建模方法研究

铆钉连接结构在铁路车辆中有着广泛运用,在建立整车有限元模型时,为了减少建模工作量,通常将其简化为梁单元与壳单元的连接结构。然而,在铆接结构中,被连接件之间还存在着胶黏结构,将其全部省略势必会为后续计算结果带来一定的误差。为了建模过程更加简洁,并减小简化模型过程中所造成的误差,本文分别选用壳单元与梁单元简化模拟胶黏结构,并就构建壳单元时的偏置问题做出分析讨论,对比不同的简化建模方法,对其进行分析研究,找出最合适的有限元建模方法对铆钉连接结构进行模拟。