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        建筑結構膠對鋼鋁自沖鉚接接頭力學性的影響分析

        編輯:山東東浩新材料科技有限公司時間:2021-12-01

          據悉,當前,可部分替代電阻焊的工藝有兩種∶膠接和自沖鉚接。用建筑結構膠進行膠接的技術特點是具有較好的抗腐蝕性和抗疲勞性能,但是其剝離性能較差;自沖鉚接技術則有相對噪聲小、干凈和快捷、不向車體傳導熱量的優點,但是抗拉強度小。

          為實現連接工藝的協同效應,許多研究將自沖鉚接和膠接兩種技術結合在一起,以提高接頭的連接強度和可靠性∶先將膠粘劑涂抹于組件結合面,再利用鉚釘將組件固定在適當的位置,然后使膠粘劑固化,利用膠接技術防止鉚釘性能下降時的結合失效。有學者以通過試驗和數值方法研究了在不同重疊長度和黏合劑下單搭接接頭的力學行為,不同膠接長度膠接接頭的破壞載荷隨膠接長度的增加而增加,但膠接強度有所下降。有學者研究了碳纖維加強復合材料和不同金屬粘鉚的復合接頭的力學性能,發現粘接層對不同下板接頭的抗拉強度提高不同。有學者通過試驗發現膠層厚度為0.1mm時,膠鉚復合接頭擁有較好的力學性能。有學者發現粘接劑和被粘接板料的性質是決定粘鉚復合連接接頭強度的主要因素。

          有學者對建筑結構膠的膠鉚復合接頭鉚接成形質量和接頭的宏觀失效形式進行了研究,發現復合接頭底切量和剩余厚度減小,復合接頭失效形式為鉚釘與上板料分離。鉚接會使膠層的失效形式產生變化,對于復合接頭中膠層的失效模式有必要進行深入研究。有研究選取了AA5052鋁合金和SPFC440鋼板為試驗材料,研究膠接-自沖鉚接復合接頭的失效載荷和截面成形,以及不同搭接距離下不同接頭的力學性能變化,并通過掃描電鏡觀察復合接頭膠層的失效模式,以豐富復合連接的理論研究體系。該項研究結論如下:

         ?。?)膠鉚復合接頭中鉚釘的成形質量優于鉚接接頭,且上板平滑度較好。復合接頭鉚釘成形時的機械壓力使得膠層厚度小于膠接接頭,內部殘應力增大。

         ?。?)搭接距離為20mm時膠鉚復合接頭拉剪強度增幅較大為15.3%,靜強度增幅較大為30.1%。搭接距離超過20mm后,隨著搭接距離增加接頭拉伸強度提高,同時引起拉剪強度降低,鉚接對復合接頭強度影響也逐漸減弱,膠層承擔了主要載荷。

         ?。?)膠鉚復合接頭膠層受到剪切力先發生內聚失效,上下板料一起發生彎曲變形。載荷達到峰值之后,伴隨著鉚釘拉脫失效的同時,建筑結構膠的膠層發生界面失效。

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