两种车用粘接剂相对不同基材粘接性能的研究

作     者：陶士振 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯原

授予年度：2016年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：车用粘接剂 不同基材 粘接性能 应力状态 温度 

摘      要：车身轻量化已成为现代汽车工业应对能源危机的重要举措,随着各种新型材料在车身结构中的广泛应用,传统的材料连接技术遇到了瓶颈,粘接技术具有工艺简便、经济高效、减轻车身重量、降低能源消耗、缓震降噪、连接部位应力分布均匀、适用于异种材料连接的优点,在车身结构接头连接中扮演着越来越重要的角色。粘接结构在各种因素影响下会发生内聚破坏或者界面破坏,其中,内聚破坏发生在粘接胶层内部,与粘接剂本身固有的强度有关,而界面破坏发生在粘接基材的界面处,与粘接剂相对粘接基材的粘接性能有关。由于现有的软件很难实现界面破坏形式的仿真分析,因此,本文面向车身粘接结构的实际工况,设计了一系列专门的实验来研究两种车用粘接剂相对不同基材的粘接性能,主要工作如下:首先,为了探究载荷对粘接性能的影响,本文设计并加工了不同粘接角度的铝合金试件,包括0°搭接试件、90°对接试件以及45°斜接试件,通过粘接角度的变化改变接头粘接胶层的受力形式,分别用于研究纯剪切应力状态、纯拉伸应力状态以及拉剪组合应力状态下两种车用粘接剂相对铝合金-铝合金基材的粘接性能;由于不锈钢、碳钢材料加工成大尺寸试件困难,加工成薄片试件又会在拉伸过程中容易发生变形,因此本文将不锈钢、碳钢材料设计加工成片状基材,粘接在铝合金加载块上,实现测试粘接剂相对铝合金-不锈钢、铝合金-碳钢基材粘接性能的目的;由于片状基材两侧均需要涂抹粘接剂,为了保证两侧粘接胶层厚度的均匀一致性,本文还设计了一种片状基材的粘接方法;基于以上研究,本文又设计了高温与低温环境下的纯拉伸、纯剪切以及拉剪组合实验,探究了温度对粘接性能的影响。通过实验研究,本文不仅得到了载荷与温度对两种车用粘接剂相对不同基材粘接性能的影响,而且通过界面破坏百分比得到了载荷与温度对粘接性能的影响程度。