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砂岩拉剪强度和破裂特征试验研究及数值模拟

岩石力学与工程学报 2020年第7期39卷 1333-1342页

作者：岑夺丰刘超黄达河北工业大学土木与交通学院天津300401

岩石高边坡和地下工程开挖等易诱发岩体拉剪破坏灾害。设计一种可在伺服控制压剪试验机上使用的岩石拉剪装置,该装置可保证荷载和位移控制精度,利用其开展砂岩单轴拉伸、拉剪和压剪试验。砂岩拉剪强度包络呈非线性,在全法向应力区的强... 详细信息

岩石高边坡和地下工程开挖等易诱发岩体拉剪破坏灾害。设计一种可在伺服控制压剪试验机上使用的岩石拉剪装置,该装置可保证荷载和位移控制精度,利用其开展砂岩单轴拉伸、拉剪和压剪试验。砂岩拉剪强度包络呈非线性,在全法向应力区的强度包络可用Hoek-Brown准则描述。针对常规PFC平行黏结Mohr-Coulomb强度准则无法有效模拟岩石非线性强度包络,基于砂岩试验结果建立平行黏结Hoek-Brown强度准则并通过简单转换方法编入PFC程序,方便有效地模拟砂岩拉剪强度和破裂特征及细观力学机制。拉剪情况下破裂面裂纹相对较细,更具张性,而压剪情况下微裂纹数量相对较多,损伤更强烈。随着法向应力sn增加,破裂面张性减弱而剪性增强,但因剪切膨胀原因,较小法向应力的压剪情况下破裂面仍以拉剪裂纹为主。根据数值模拟结果,可将拉剪和压剪应力状态下岩石的损伤演化过程大致分为弹性变形、稳定破裂发展、不稳定破裂发展和整体破裂4个阶段。sn较大时弹性变形阶段和不稳定破裂发展阶段相对较长,峰前塑性变形较多,拉剪情况下更具弹脆性。

关键词：岩石力学拉剪强度强度准则岩石破裂颗粒流模拟

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一种聚氨酯胶黏剂的拉剪强度性能研究

包头职业技术学院学报 2022年第1期23卷 6-8,20页

作者：张建武熊朝山王燕玲胡晓顺资阳中车电力机车有限公司四川资阳641300

文章主要对电力机车使用的一种聚氨酯胶黏剂,从聚氨酯胶黏剂的粘接原理、粘接环境、技术指标做了简要阐述,并通过对粘接材料表面采用不同的处理方法,进行拉剪测试,来检测其拉剪强度,从而分析不同表面处理对聚氨酯胶黏剂拉剪强度性能的... 详细信息

文章主要对电力机车使用的一种聚氨酯胶黏剂,从聚氨酯胶黏剂的粘接原理、粘接环境、技术指标做了简要阐述,并通过对粘接材料表面采用不同的处理方法,进行拉剪测试,来检测其拉剪强度,从而分析不同表面处理对聚氨酯胶黏剂拉剪强度性能的影响。

关键词：胶黏剂粘接原理粘接环境拉剪强度

车身点焊、抽芯铆接及胶铆接头的拉剪强度对比分析

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公路交通科技 2020年第12期37卷 142-148,158页

作者：高剑峰黄忠水张浩胡青平北京奔驰汽车有限公司北京100176

在车型开发前期的样车试制或小批量生产验证过程中,人工操作比例高,焊点缺陷难以完全避免,进行焊点修复时就需要根据缺陷位置的实际情况选择合适的焊点替代方案。选取车身材料中具有代表性的双相钢CR440Y780T-DP与低合金高强钢CR340LA... 详细信息

在车型开发前期的样车试制或小批量生产验证过程中,人工操作比例高,焊点缺陷难以完全避免,进行焊点修复时就需要根据缺陷位置的实际情况选择合适的焊点替代方案。选取车身材料中具有代表性的双相钢CR440Y780T-DP与低合金高强钢CR340LA为基材,对比分析了电阻点焊接头、多鼓型抽芯铆接接头、结构型抽芯铆接接头、多鼓型及结构型抽芯铆钉分别与环氧树脂基结构胶Betamate 1630、聚氨酯结构胶Teroson PU6700组合接头的拉剪强度。试验结果表明:(1)结构型抽芯铆钉与胶Betamate 1630的组合与原点焊接头抗剪能力最接近,可达到约80%的连接强度;(2)结构型铆钉与多鼓型铆钉相比,抗拉剪强度提升约15%,但钉头高度较高,需要更大的操作空间;(3)Betamate 1630对铆接接头的静态连接强度提升效果明显(与多鼓型抽芯铆钉组合时,抗剪强度比单独铆接接头相比提升约5%~10%;与结构型抽芯铆钉组合时,强度提升约20%~30%);(4)Teroson PU6700在接头强度方面作用不明显,无论与多鼓型铆钉或结构型铆钉组合,接头最大失效载荷和失效形式均没有明显变化,实际应用中以密封为主要目的。通过以上试验,对比总结了常用焊点替代方案对局部结构连接强度的影响程度,为实际生产中快速确定车身焊点修复方案提供了试验与理论依据。

关键词：汽车工程接头性能对比拉剪强度铆接点焊

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压印接头拉剪强度的有限元模拟

机械工程材料 2013年第9期37卷 74-78页

作者：杨慧艳何晓聪周森丁燕芳昆明理工大学机电工程学院昆明650500

对压印接头进行了拉伸-剪切试验,用有限元软件对压印接头的拉剪过程和失效模式进行有限元模拟,并推导出了拉剪强度的预测公式。结果表明:根据压印接头的截面形状和尺寸,并充分考虑材料之间的接触形式和摩擦而建立的有限元模型,能够较好... 详细信息

对压印接头进行了拉伸-剪切试验,用有限元软件对压印接头的拉剪过程和失效模式进行有限元模拟,并推导出了拉剪强度的预测公式。结果表明:根据压印接头的截面形状和尺寸,并充分考虑材料之间的接触形式和摩擦而建立的有限元模型,能够较好地预测压印接头的拉剪强度和失效模式;铝-铝和钢-钢同种材料的压印接头在拉剪载荷下的失效模式为上板在颈部最薄处断裂;提出的压印接头强度预测公式能准确预测接头强度,铝-铝接头和钢-钢接头拉剪强度的预测误差分别为4.6%和5.8%;拉剪强度主要取决于连接模具半径、上板材料强度和颈部厚度。

关键词：压印连接失效模式拉剪强度有限元模拟

工艺参数对B1500HS点焊直径/拉剪强度影响的研究

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热加工工艺 2016年第7期45卷 244-249,253页

作者：杨蕊东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

点焊直径及拉剪强度是焊点性能的两个重要指标。本文以B1500HS高强钢板为研究对象,首先通过正交试验,分析了焊接电流、焊接时间和电极压力对点焊直径以及拉剪强度的影响,发现焊接参数对点焊直径和拉剪强度的影响规律并不一致。其次,采... 详细信息

点焊直径及拉剪强度是焊点性能的两个重要指标。本文以B1500HS高强钢板为研究对象,首先通过正交试验,分析了焊接电流、焊接时间和电极压力对点焊直径以及拉剪强度的影响,发现焊接参数对点焊直径和拉剪强度的影响规律并不一致。其次,采取径向基神经网络模型与遗传算法相结合的方法,分别获取点焊直径和拉剪强度最优值时的工艺参数,并通过试验验证了上述参数。结果表明,点焊直径和拉剪强度对工艺参数的要求并不一致,最大点焊直径并不能代表最优的点焊质量。这对进一步优化工艺参数,提升焊点质量具有重要指导意义。

关键词：点焊直径拉剪强度正交试验径向基神经网络模型遗传算法

厚度配比对轧制Cu/Al复合板拉剪强度的影响

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锻压技术 2020年第6期45卷 45-52页

作者：马啸昌冯光王涛付文石牛辉太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省金属复合材料成形工艺与装备工程研究中心山西太原030024 太原理工大学中澳联合研究中心山西太原030024

拉剪强度是评价轧制双金属复合板质量的重要指标,受材料属性、厚度配比、轧制速度、轧制温度和压下率等多种因素影响。以轧制10 mm厚度的Cu/Al复合板为例,通过数值模拟和实验方法分析了厚度配比对搓轧区长度以及拉剪强度的影响规律,模... 详细信息

拉剪强度是评价轧制双金属复合板质量的重要指标,受材料属性、厚度配比、轧制速度、轧制温度和压下率等多种因素影响。以轧制10 mm厚度的Cu/Al复合板为例,通过数值模拟和实验方法分析了厚度配比对搓轧区长度以及拉剪强度的影响规律,模拟结果表明,搓轧区长度随Cu厚度占比的增大而增大,轧制Cu/Al复合板拉剪强度的实测结果显示,随着Cu厚度占比的增大,拉剪分离面铜侧垂直于轧向的裂纹增多,拉剪强度提高。在Cu厚度占比为50%时,拉剪分离面铜侧裂纹最多,搓轧现象最为明显,搓轧区长度和拉剪强度均达到峰值。研究内容可为高强度双金属复合板的制备提供参考。

关键词：轧制厚度配比搓轧区长度拉剪强度双金属复合板裂纹

胶瘤入射角度对单搭胶接接头拉剪强度和应力分布的影响

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机械工程材料 2016年第7期40卷 60-63页

作者：余海洲赵迪李阳三峡大学材料与化工学院宜昌443002

通过试验研究了胶瘤入射角度对单搭胶接接头拉剪强度的影响,并建立了相应的有限元模型,分析了胶瘤入射角度对接头中剪切应力和剥离应力分布的影响。结果表明:当胶瘤入射角度为0°时,接头中剪切应力和剥离应力的峰值均很高;随着胶瘤入射... 详细信息

通过试验研究了胶瘤入射角度对单搭胶接接头拉剪强度的影响,并建立了相应的有限元模型,分析了胶瘤入射角度对接头中剪切应力和剥离应力分布的影响。结果表明:当胶瘤入射角度为0°时,接头中剪切应力和剥离应力的峰值均很高;随着胶瘤入射角度从30°增加到90°,接头端部剪切应力和剥离应力的峰值先增大后减小;当胶瘤入射角度为30°时,剪切应力和剥离应力均相对较小,而接头的拉剪强度最大;有限元模拟结果与试验结果基本一致。

关键词：胶瘤入射角度剪切应力剥离应力拉剪强度

焊后无针搅拌摩擦加工对FSLW焊缝拉剪强度的影响

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热加工工艺 2018年第17期47卷 187-189,192页

作者：夏祥春永城职业学院机电工程系

采用搅拌摩擦搭接焊（FSLW）对奥氏体基球墨铸铁和低碳钢实施了焊接,并用无针搅拌头对焊缝进行搅拌摩擦加工。利用拉伸试验机、扫描电子显微镜和硬度仪研究了无针搅拌摩擦加工对焊缝拉剪强度、显微组织和硬度的影响。结果表明,无针搅拌... 详细信息

采用搅拌摩擦搭接焊（FSLW）对奥氏体基球墨铸铁和低碳钢实施了焊接,并用无针搅拌头对焊缝进行搅拌摩擦加工。利用拉伸试验机、扫描电子显微镜和硬度仪研究了无针搅拌摩擦加工对焊缝拉剪强度、显微组织和硬度的影响。结果表明,无针搅拌摩擦加工可改善焊缝处石墨聚集现象,降低搅拌区上部马氏体含量,从而有效提高焊缝断裂载荷。随无针搅拌头转速提高,焊缝断裂载荷呈现增大趋势,搅拌头转速2100 r/min,进给速度50 mm/min时,试样断裂载荷最大,达到6400 N,为搅拌摩擦加工前的6倍多。

关键词：搅拌摩擦搭接焊无针搅拌头拉剪强度断裂载荷

高强钢胶接接头拉剪强度的数值分析及工艺参数优化

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高强钢胶接接头拉剪强度的数值分析及工艺参数优化

作者：杨飒上海交通大学

学位级别：硕士

采用高强钢、铝镁合金等轻量化材料并遴选适合的连接工艺,对于保证连接接头的强度及其车身制造质量具有重要研究意义和工程实用价值。伴随胶粘剂的快速发展,并因其应力分布均匀、抗疲劳性能好、防腐性能好等优点,结构胶接技术已在国内... 详细信息

采用高强钢、铝镁合金等轻量化材料并遴选适合的连接工艺,对于保证连接接头的强度及其车身制造质量具有重要研究意义和工程实用价值。伴随胶粘剂的快速发展,并因其应力分布均匀、抗疲劳性能好、防腐性能好等优点,结构胶接技术已在国内外汽车制造企业的众多主流车型上得到推广应用。然而,如何使结构胶接强度满足制造质量要求,并建立统一的胶接接头强度评价标准,是目前汽车制造企业和学术界共同关注的主要问题之一。在目前的车身装配制造过程中,普遍使用的胶接强度评价指标是接头拉剪强度。但胶层属性、胶层厚度、胶层宽度、钢板属性、钢板厚度等多因素变化,都会对胶层的内部应力分布及接头拉剪强度造成明显影响。然而,目前的研究较多集中在单一因素变化对接头拉剪强度的影响,仍缺少有效的模型和方法量化评价胶层和钢板的材料/几何等工艺参数共同作用对接头拉剪强度的影响。针对上述问题,本文以双相钢单搭胶接接头为研究对象,采用有限元数值仿真,研究单搭胶接接头拉剪过程中的应力分布规律,分析胶层和钢板的材料/几何等工艺参数对胶层应力的影响,获得了不同工艺参数下的胶接接头拉剪强度,并进行了试验验证。采用实验设计等方法,建立了胶层和钢板的材料/几何等工艺参数与接头拉剪强度的响应面模型,分析了工艺参数对胶接接头拉剪强度的影响,并进行了工艺参数优化设计。本文的主要研究内容及结论如下:1)胶接接头拉剪过程有限元仿真研究通过建立单搭胶接接头的有限元模型,分析了拉剪过程中胶层与钢板间的应力分布规律,并研究了胶接工艺参数对拉剪过程中胶层中应力大小和接头拉剪强度的影响,结果表明:胶接接头拉剪过程中,胶层会同时受到剪应力和剥离应力(正应力)的作用,胶层和钢板的力学性能和几何参数均对胶接接头拉剪强度有影响,其中,钢板和胶层的屈服强度降低,胶层厚度增加会使接头能够承受的最大拉剪力下降;钢板厚度/胶层宽度增加会使接头能够承受的最大拉剪力上升。2)胶接接头拉剪强度的实验研究通过胶接接头准静态拉剪实验,研究了胶接工艺参数,如胶层宽度、厚度、被连接钢板屈服强度、厚度等参数对胶接接头拉剪强度的影响,结果表明:胶层宽度对胶接接头能够承受的最大拉剪力有明显影响,胶层宽度越宽,拉剪力越大。胶层厚度对胶接接头拉剪强度有明显影响。钢板的屈服强度越高,厚度越大,胶接接头的拉剪力越大。3)胶接工艺参数与拉剪强度的响应面模型通过响应面试验设计方法,将影响胶接接头强度的各项工艺参数:胶层和母材的力学性能、几何尺寸等进行了因子分析和实验设计,并建立了二次响应面回归模型;采用序列二次规划(sqp)算法,对各项工艺参数进行了相应的优化。结果表明:胶层宽度、胶层厚度、钢板厚度是影响胶接接头最大拉剪力的主要因素。胶层宽度增加、厚度减小均会使胶接接头拉剪力增加;钢板厚度存在一个最佳临界值,使胶接接头拉剪力最大,而该临界值的大小会同时受到其他因素的影响。在所选参数范围内,综合考虑各项工艺参数,优化结果为:胶层宽度18mm,胶层屈服强度29.4MPa,胶层厚度0.125mm,钢板屈服强度897MPa,钢板厚度2.112mm。

关键词：结构胶接有限元仿真拉剪强度响应面