学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

端部受冲击的胶接接头应力响应分析

作　者: 刘凯
导　师: 游敏
学　校: 三峡大学
专　业: 机械工程
关键词: 有限元分析对接胶接接头埃佐冲击冲击速率胶层厚度冲击块质量冲击作用点应力和应变响应
分类号: TG49
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文基于有限元法，以胶接对接接头为研究对象，建立对接接头受埃佐冲击时的弹塑性模型，利用有限元软件分析了冲击速率、冲击块质量，胶粘剂性能、胶层厚度和冲击作用点等因素对胶层的应力和应变响应的影响。主要结论如下：1)采用有限元软件ANSYS及其非线性分析模块LS-DYNA对胶接接头在埃佐冲击试验中的应力响应情况进行数值分析。结果表明：金属对接接头在受到埃佐冲击载荷时，胶层上下两部分的应力趋于对称，并且离胶层中心越远其应力越大。随着冲击时间的持续，胶层中心各节点的等效应力都是先急剧上升，达到一定值后上升速率趋于平缓，直至达到应力峰值，最后又急剧下降直到冲击作用时间结束。2)采用有限元软件ABAQUS，以线性Drucker-Prager屈服判据为基础建立弹性冲击模型，研究不同冲击速率下对接接头受埃佐冲击时胶层的应力和应变响应情况，得出结论：随着冲击速率的增大，刚度下降率和应变率的上升速率增大，等效应力的上升速率越大，胶层的上边缘达到等效应力峰值的时间越早。由胶层两端部单元的等效应力响应曲线可知，在冲击速率为3.2m/s时，等效应力的上升速率和应力峰值都较低，比较适合用于对接接头的埃佐冲击试验。3)采用有限元软件ANSYS，胶层的应变率敏感性用Cowper–Symonds本构模型来考虑，建立受埃佐冲击对接接头的弹塑性模型，分析冲击速率对胶接接头应力和应变响应的影响，得出结论：冲击速率越大，胶层的应力上升越快，受相同冲击作用时间，其等效应力也越大。当冲击速率为3.2m/s时，胶层的屈服应力近似等于屈服强度，之后随着冲击速率的增大，等效应力的屈服点也随之上升，即冲击速率越大，则胶层的屈服强度越高。4)研究了冲击速率为3.2m/s时不同冲击块质量对胶层的应力和应变响应的影响，结果表明：在此冲击速率下，增大冲击块质量，应力上升速率和应力峰值都有所上升，且胶层等效应力的屈服点也有所提高，但是其上升幅度较小。5)当冲击速率和冲击块质量分别为v=3.2m/s，m=2.5kg时，研究不同胶粘剂力学性能对对胶层应力和应变响应的影响。得出结论：在胶层弹性变形阶段，等效应力与弹性模量成正比；在塑性变形阶段，胶层的硬化模量越大，屈服强度越高，应力上升速率和应力峰值也越高，受冲击载荷时其抗冲击强度越大。6)在上节的基础上，研究了胶层厚度对接头受埃佐冲击时胶层的应力和应变响应的影响，得出结论：随着胶层厚度的增大，胶层的等效应力上升速率降低，受相同冲击作用时间，其等效应力越小，说明适量增大对接接头的胶层厚度，可以提高其抗埃佐冲击时的断裂韧性，有利于抵御破坏。7)研究了冲击作用点对对接胶接接头受埃佐冲击时胶层的应力响应的影响，得出结论：冲击点为L-2时，胶层的正应力峰值最大，冲击作用点为L-1时，其剪应力峰值最大；冲击作用点离胶层的距离越远，受埃佐冲击作用时其等效应力越小。8)建立了对接胶接接头受埃佐冲击的弹塑性失效模型，分析了胶粘剂-5对接接头受冲击时胶层的应力响应情况，结果表明：(1)胶层上下两端的应力基本上呈现对称趋势，距离胶层中心越远，胶层上的应力越大；(2)沿胶层厚度方向上，离冲击作用点越远，胶层的正应力峰值越大；(3)沿胶层高度方向上，胶层的应力峰值先逐渐增大后降低，且距离上下两端部边缘越近，应力上升速率和应力峰值越大。9)采用弹塑性失效模型，研究了三种不同胶粘剂的对接接头受埃佐冲击时其胶层的应力响应情况。结果表明：三种胶粘剂粘接的对接接头受埃佐冲击载荷时，正应力的峰值的大小顺序为adhesive-6＞adhesive-5＞adhesive-7，剪应力峰值的大小顺序为adhesive-6＞adhesive-7＞adhesive-5，等效应力峰值的大小顺序为adhesive-6＞adhesive-5＞adhesive-7，可知在这三种胶粘剂中，adhesive-6的断裂韧性最高，抗冲击强度最大。

端部受冲击的胶接接头应力响应分析

内容摘要

全文目录

相似论文