基于彈性厚粘膠層的結(jié)構(gòu)性連接點(diǎn)響應(yīng)建模和預(yù)測

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基于彈性厚粘膠層的結(jié)構(gòu)性連接點(diǎn)響應(yīng)建模和預(yù)測

帶有柔性粘合劑的連接點(diǎn)因其具有良好的抗沖擊能力而在汽車結(jié)構(gòu)性粘結(jié)方面應(yīng)用日益廣泛。粘結(jié)點(diǎn)的高變形特性允許其在變形大條件下傳遞載荷并吸收能量。相對于剛性粘結(jié)劑，柔性粘結(jié)劑的抗疲勞特性使得連接點(diǎn)應(yīng)力分布更加均勻。為獲得好的柔性設(shè)計(jì)而采用了基于基底碎片的幾何結(jié)構(gòu)，雙懸臂梁和單懸臂梁模型在粘膠層會產(chǎn)生連續(xù)生長的裂紋和連續(xù)斷裂能量。

利用粘結(jié)單元的漸進(jìn)損傷模型預(yù)測連接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。漸進(jìn)損傷模型能夠預(yù)測準(zhǔn)靜態(tài)載荷作用下的連接點(diǎn)從破壞開始到最終失效過程中的結(jié)構(gòu)性響應(yīng)。研究了漸進(jìn)損傷模型在更厚、更柔的粘結(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用。粘結(jié)區(qū)域參數(shù)通過試驗(yàn)獲取的模型載荷-位移響應(yīng)擬合而得到。采用汽車常用連接點(diǎn)的漸進(jìn)損傷模型驗(yàn)證粘結(jié)區(qū)域材料擬合特性。選用搭接剪切連接點(diǎn)和剝離連接點(diǎn)代表汽車常用連接點(diǎn)：①組成相同，但基底材料不同；②在汽車行駛過程中受復(fù)合載荷作用；③采用相同粘結(jié)劑，且粘結(jié)劑厚度相同，通過定量和定性分析對比預(yù)測數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證預(yù)測響應(yīng)準(zhǔn)確性。粘結(jié)單元漸進(jìn)損傷模型參數(shù)直接從斷裂力學(xué)試驗(yàn)報(bào)告獲得，并通過有限元預(yù)測試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷妮d荷-位移曲線進(jìn)行標(biāo)定。采用標(biāo)定的粘結(jié)參數(shù)及復(fù)合型斷裂準(zhǔn)則預(yù)測連接點(diǎn)模型響應(yīng)特性。試驗(yàn)結(jié)果表明：①在不考慮基底材料強(qiáng)塑性變形時，剝離連接點(diǎn)預(yù)測數(shù)值結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出合理的相關(guān)性；②而搭接剪切連接點(diǎn)的預(yù)測數(shù)值與試驗(yàn)得到的載荷-位移關(guān)系曲線具有良好的一致性。

刊名：International Journal of Adhesion & Adhesives（英）

刊期：2015年第63期

作者：K. Hasegawa et al

編譯：王琳琳