鋼-環(huán)氧單搭接接頭應力分布的優(yōu)化.pdf

1、本文在綜述國內外關于單搭接膠接接頭力學性能數值研究及發(fā)展現狀的基礎上，運用有限元法主要對單搭接膠接接頭的應力分布進行優(yōu)化。 利用有限元軟件ANSYS，首次對單搭接膠接接頭進行拓撲優(yōu)化，結果表明：接頭承載較大時門檻值k取0.2較為適宜，承載較小時取0.3較為適宜；合理的間隙長度可以有效地減少膠粘劑的用量，減少率最大可達60％；和連續(xù)膠層接頭相比，間隙連接膠接接頭膠層中的剪切應力峰值增大不多，約10％；接頭搭接區(qū)域的合理形狀為“S”

2、形，而膠瘤的合理形狀為圓弧形；優(yōu)化后，接頭的應力分布更加均勻，低應力區(qū)域大幅度降低。 在考慮膠粘劑的彈塑性和膠接接頭幾何非線性的基礎上，首次分析了間隙膠層剛度不對稱膠接接頭的應力分布，結果表明：間隙有效地優(yōu)化了膠層中應力的分布；間隙的位置對剪切應力、剝離應力及等值應力峰值的影響不大，而對其出現的位置有著極大的影響；當間隙的位置極其偏向大剛度被粘物一側時，剪切應力最大值的位置轉移到大被粘物一側，這將有助于控制被粘物的破壞起始點；小

3、載荷（3KN）作用下膠粘劑的用量為35mm3，僅為連續(xù)膠層情況的28％，間隙對增加接頭的經濟性有著重要的作用。 將可靠度理論和有限元方法結合在一起，并將其應用到膠接結構件的可靠性設計，結果表明：在有限次試驗的基礎上，可以通過有限元方法對膠接接頭的可靠性進行有效預測，極大地降低試驗成本；對接頭強度影響較大的兩個因素為膠層厚度和被粘物厚度；在抽樣100次的情況下，計算出接頭的可靠度為0.93。 首次分析了偏軸單搭接膠接接頭和