基于内聚力模型的材料类型对胶接接头力学性能的影响

作者：肖潇; 岳涛; 张铁山

来源：复合材料科学与工程, 2023, (12): 28-37.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20231228.004

• 复合材料
• 胶黏结构
• 单搭接
• 数值模拟
• 应力分布
• 失效机理

为了探究不同搭接材料对胶接接头力学性能和失效机理的影响，本文分别利用内聚力模型(CZM)和Hashin失效准则对胶黏剂和碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料层合板进行建模。通过对文献中提取的CFRP层合板胶接接头试验进行模拟，验证了模型准确性。此外，在已验证模型的基础上建立同种材料(CFRP、钢板、铝板)和不同种材料(CFRP/钢板、CFRP/铝板)单搭接胶接接头拉伸数值模型，分析了拉伸损伤和胶接接头不同部位刚度退化特点。结果表明，随着胶接长度的增加，所有搭接接头极限荷载均呈增加趋势；钢板和铝板与CFRP混合搭接时，由于钢板强度比铝板强度高，使得铝板混合搭接有更大的拉伸应变和剥离应变，故而相比于铝板混合搭接，钢板混合搭接的极限荷载更高；胶接接头在加载过程中不同搭接材料会影响胶层和CFRP层合板起始损伤。本文通过对不同搭接材料胶接接头的研究，为胶接接头设计提供了依据。

• 单位
  土木工程学院; 中国建筑第八工程局有限公司; 南华大学