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铜钢板压印-粘接复合连接的静力学性能及失效机理分析

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昆明理工大学学报（自然科学版） 2017年第4期42卷 38-44页

作者：雷蕾何晓聪赵得锁昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

为深入研究铜钢板压印-粘接复合连接的静力学性能和失效机理,本文选取铜合金H62同种组合及与镀锌钢的异种组合进行单搭及T型试件压印-粘接复合连接,借助MTS材料试验机对试件进行拉伸-剪切试验及剥离试验,采用SEM扫描电镜对典型失效断口... 详细信息

为深入研究铜钢板压印-粘接复合连接的静力学性能和失效机理,本文选取铜合金H62同种组合及与镀锌钢的异种组合进行单搭及T型试件压印-粘接复合连接,借助MTS材料试验机对试件进行拉伸-剪切试验及剥离试验,采用SEM扫描电镜对典型失效断口进行微观分析,分析试件的失效强度及失效模式,测试铜合金压印-粘接复合连接接头的静力学性能,结果表明:铜钢板压印-粘接复合连接的抗剪切强度远优于抗剥离强度,且其接头强度主要由粘接剂决定,失效模式取决于压印结构成型情况.H62-H62压印-粘接复合接头的抗剪切力强度均值为5 021.52 N,抗剥离强度均值为943.05 N,接头为拉脱失效伴随轻微擦伤;H62-镀锌钢压印-粘接复合接头的抗剪切强度为H62-H62接头的1.2倍,失效模式为颈部断裂;抗剥离强度为H62-H62接头的2.3倍,接头为"上板撕裂"失效.

关键词：铜合金压印-粘接复合连接拉伸-剪切试验剥离试验 SEM扫描电镜

粘接剂对1420铝锂合金压印接头疲劳性能的影响

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材料导报 2018年第16期32卷 2809-2815页

作者：雷蕾何晓聪高爱凤赵得锁昆明理工大学机电工程学院昆明650500

压印连接以高效率、低能耗的优点在薄板材料连接中被广泛应用,但其连接强度相对较低,鉴于此,压印-粘接复合连接应运而生。本文以1420铝锂合金为原材料,制备了1420同种材料组合的压印接头及压印-粘接复合接头并进行对比。通过拉-剪静态... 详细信息

压印连接以高效率、低能耗的优点在薄板材料连接中被广泛应用,但其连接强度相对较低,鉴于此,压印-粘接复合连接应运而生。本文以1420铝锂合金为原材料,制备了1420同种材料组合的压印接头及压印-粘接复合接头并进行对比。通过拉-剪静态力学试验测定两种接头的静力学强度及承载能力,通过拉-拉动态疲劳试验测定两种接头的动态疲劳性能,采用三参数法拟合疲劳寿命曲线,并对疲劳失效断口进行分析。结果表明:压-粘接头的静强度比压印接头提高了108.17%,接头承载能力提高169.63%。在短寿命区,两种接头均为颈部断裂失效;在中长疲劳寿命区,压-粘接头的疲劳寿命优于压印接头,压-粘接头疲劳断裂位置为压印点,压印接头疲劳断裂位置为下板。对疲劳断口进行SEM分析,发现两组疲劳断口均呈现韧性断裂与脆性断裂同时出现的特征。

关键词： 1420铝锂合金压印-粘接复合连接疲劳试验微观分析

铜合金同/异质板材压印-粘接T型接头的剥离性能研究

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热加工工艺 2018年第1期47卷 66-69,74页

作者：雷蕾何晓聪赵得锁张越昆明理工大学机电工程学院

选取铜合金H62同种组合及与AA5052铝合金和Q215镀锌钢的异种组合进行压印-粘接复合连接,制作T型接头用于剥离试验,对接头失效断口进行SEM电镜扫描。结果表明：铜合金同/异质板材组合压印-粘接复合连接接头的抗剥离强度由粘接剂和压印结... 详细信息

选取铜合金H62同种组合及与AA5052铝合金和Q215镀锌钢的异种组合进行压印-粘接复合连接,制作T型接头用于剥离试验,对接头失效断口进行SEM电镜扫描。结果表明：铜合金同/异质板材组合压印-粘接复合连接接头的抗剥离强度由粘接剂和压印结构共同承担,失效模式主要由压印结构决定。H62-H62接头的抗剥离强度均值可达到943.05N,在三组接头中最高,能量吸收均值达到11 J,接头为下板拉脱失效并伴随压印点擦伤;H62-镀锌钢接头为上板撕裂失效,缓冲吸震能力最佳,为H62-H62接头的2.3倍。H62-AA5052接头出现下板拉脱和上板撕裂两种失效模式,剥离性能不稳定。

关键词：铜合金压印-粘接复合连接 T型接头剥离试验

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三明治结构压印—粘接复合接头微动疲劳研究

三明治结构压印—粘接复合接头微动疲劳研究

作者：张杰昆明理工大学

学位级别：硕士

近年来,铝合金作为一种质量轻、强度高的材料,在工业制造领域得到了大量的应用。一种新的机械冷成形连接技术——压印连接技术,具有操作简单、环保节能等优点,能够实现对镀层材料、多层、异种材料的连接,在板材连接领域具有越来越广泛... 详细信息

近年来,铝合金作为一种质量轻、强度高的材料,在工业制造领域得到了大量的应用。一种新的机械冷成形连接技术——压印连接技术,具有操作简单、环保节能等优点,能够实现对镀层材料、多层、异种材料的连接,在板材连接领域具有越来越广泛的应用。压印-粘接复合连接技术是一种新的材料连接技术,它结合了粘接与压印连接的优点,可以避免两种连接技术单独使用时的缺陷。泡沫金属是指内部含有孔洞的新型材料,具有缓冲减震、质量较轻等优点,近年来被广泛应用于汽车中作为吸能部件。考虑到泡沫金属材料强度较低,目前都将泡沫金属与其他金属板材组合成为三明治结构使用,以提高结构的抗冲击性能、减轻机械振动。为了研究泡沫金属材料对压印-粘接接头疲劳性能的影响以及疲劳微动磨损机理。本文将泡沫金属材料作为压印-粘接复合接头的夹层,主要研究工作总结如下:(1)在连接工艺方面,运用压印-粘接复合连接技术制备三明治结构复合接头。由于压印接头的失效位置主要为颈部以及镶嵌部位,因此颈部材料强度与镶嵌部位的互锁力可以用来衡量接头连接质量。经过分析,可用易于测量的接头底厚值来衡量接头质量。选取泡沫镍、泡沫铜、泡沫铁镍为夹层,试件搭接形式为单搭与十字,经过测量接头底厚,发现在相同的试验条件下,夹层面密度越大,接头的底厚越大。(2)在静力学性能方面,经过对各接头进行拉伸-剪切试验后,发现泡沫金属对接头的失效形式不会产生影响。对于单搭复合接头,泡沫金属夹层会减小接头的最大载荷,增大最大位移;对于十字复合接头,泡沫金属夹层会增大接头的最大载荷,减小最大位移。综合载荷和位移的影响,夹层材料会影响接头的能量吸收能力,因此,选择面密度较小的夹层会使压印-粘接复合接头有更好的能量吸收值能力。(3)在疲劳性能方面,经过对各接头进行疲劳试验后,采用直线拟合法和曲线拟合法对试验数据进行拟合,发现曲线拟合法能够更好地对整个疲劳区数据进行拟合。通过对疲劳寿命曲线进行比较分析,发现泡沫金属夹层对于接头的疲劳强度提升比较明显,并且泡沫铁镍夹层效果最佳。通过对四组接头疲劳失效模式进行对比分析,发现加载载荷较高时,接头疲劳失效位置主要在接头颈部,加载载荷降低时,失效位置会向基板转移。(4)在微动磨损方面,通过对不同失效形式下的微动磨损位置进行扫描并对微动磨屑进行元素分析,得出结论为加载载荷较高时,微动磨屑主要集中在两板间接触位置环压印点处;随着加载载荷的降低,微动磨屑的位置位于接头的上板镶嵌部位与下板之间。

关键词：压印-粘接复合连接铝合金三明治结构疲劳性能微动磨损