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金属与碳纤维增强热塑性复合材料连接研究进展 被引量：2
1
作者 檀财旺 刘浩然 +3 位作者 苏健晖 张雪妍 陈波 宋晓国 《航空制造技术》 北大核心 2025年第16期86-104,共19页
碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空... 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(Carbon fiber-reinforced thermoplastic composites,CFRTP)作为新一代轻量化结构材料,凭借其优异的比强度、比模量及抗疲劳特性,已成为航空航天领域替代传统金属构件的战略材料。通过实现CFRTP与航空铝合金、钛合金等金属材料的可靠连接,可使结构件整体减重达30%~40%,同时兼具金属的高导热性和复合材料的耐腐蚀优势,这对提升飞行器推重比和燃油效率具有显著价值。由于异种材料之间理化性能差异较大,在生产过程中混合应用多种轻量化材料仍面临巨大挑战。本文总结了近年来金属与CFRTP连接技术的国内外研究成果,包括连接工艺、连接机制以及界面调控方法。首先介绍了金属/CFRTP主要连接工艺与研究进展,进一步概括了热连接界面改性的原理,并分别展开论述了金属与CFRTP界面机械嵌合调控与界面化学键合调控两种调控方法。最后,系统梳理并总结了当前金属与CFRTP连接研究进展与存在的关键问题,并对其未来的发展做出展望,为新一代航空航天装备的轻量化设计提供理论支撑和技术保障。 展开更多
关键词 轻量化 异种材料连接 碳纤维增强热塑性复合材料 热连接 界面调控
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层间距对棒材送进式搅拌摩擦沉积增材2219铝合金组织及力学性能影响 被引量：2
2
作者 江小辉 戴园城 +1 位作者 郭维诚 杨天豪 《焊接学报》 北大核心 2025年第2期102-111,共10页
为了提高航天高强韧2219-T8铝合金的固相增材制造性能,采用搅拌摩擦沉积工艺分别制备了层间距为1 mm,1.5 mm和2 mm的单道多层沉积件,分析了层间距对沉积件微观组织和力学性能的影响.结果表明,层间距从2 mm减小到1 mm时,沉积件的致密无... 为了提高航天高强韧2219-T8铝合金的固相增材制造性能,采用搅拌摩擦沉积工艺分别制备了层间距为1 mm,1.5 mm和2 mm的单道多层沉积件,分析了层间距对沉积件微观组织和力学性能的影响.结果表明,层间距从2 mm减小到1 mm时,沉积件的致密无缺陷区域从24.5 mm扩大到33 mm,材料结合更加充分;同时沉积件的晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从3.69μm减小到2.27μm;沉积件的硬度没有明显变化,整体上硬度梯度增大,但均质性更好;沉积件构建方向的抗拉强度和断后伸长率分别提高了26 MPa和3%,而纵向的力学性能变化不大.当层间距为1 mm时,沉积件表现出最优的材料性能,屈服强度达122 MPa,抗拉强度达207 MPa,断后伸长率达7%,平均硬度达75.6 HV. 展开更多
关键词 层间距 增材制造 搅拌摩擦沉积 铝合金 组织和力学性能
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拉伸速度对GFRP/铝合金胶铆接头拉伸性能的影响
3
作者 李海洋 肖守讷 +4 位作者 陈东东 吴志林 王璐 彭治瑜 邱琳 《焊接学报》 北大核心 2025年第11期53-60,共8页
为研究加载速度对GFRP/Al胶铆接头拉伸性能的影响,以单钉胶铆连接和双钉胶铆连接接头为研究对象,对其分别开展了0.5 m/s,1.25 m/s和3.75 m/s的动态拉伸试验,分析两种接头在不同加载速度下的力-位移响应、峰值力和吸能量指标,利用数字图... 为研究加载速度对GFRP/Al胶铆接头拉伸性能的影响,以单钉胶铆连接和双钉胶铆连接接头为研究对象,对其分别开展了0.5 m/s,1.25 m/s和3.75 m/s的动态拉伸试验,分析两种接头在不同加载速度下的力-位移响应、峰值力和吸能量指标,利用数字图像相关技术记录和分析接头的失效过程,通过光学镜观察分析接头的断裂形貌.结果表明,GFRP/Al胶铆接接头的拉伸力-位移曲线包含整体承载、胶层失效阶段、铆钉承载和接头失效阶段;加载速度的提高对峰值力和吸能量指标无明显影响,单钉胶铆连接接头的平均峰值力和吸能量维持在3.3~3.7 kN和13.2~13.7 J,双钉胶铆连接接头的平均峰值力和吸能量维持在6.2~6.4 kN和26.6~30.4 J;此外,胶铆接头的失效模式对加载速度具有敏感性,在高加载速度下,接头处GFRP板的断裂和翘曲是主要的失效模式;同时与低速加载的接头相比,GFRP板层间失效更严重,断口形状更规则. 展开更多
关键词 轨道车辆 胶铆连接 动态拉伸 复合材料 玻璃纤维增强复合材料 铝合金
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硅粉改性对环氧胶7-2312固化收缩及力学特性的影响
4
作者 张福礼 孙洲豪 +3 位作者 张国锐 张秀敏 夏焕雄 刘检华 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第9期925-933,共9页
胶粘连接广泛应用于微小精密器件的装配环节,胶黏剂的固化收缩、松弛蠕变及热不匹配等产生的粘接应力是影响其产品精度及性能稳定性的关键因素.工程中常利用硅粉对胶黏剂进行改性处理,以实现高精度、高稳定的胶接装配,但缺乏对胶黏剂固... 胶粘连接广泛应用于微小精密器件的装配环节,胶黏剂的固化收缩、松弛蠕变及热不匹配等产生的粘接应力是影响其产品精度及性能稳定性的关键因素.工程中常利用硅粉对胶黏剂进行改性处理,以实现高精度、高稳定的胶接装配,但缺乏对胶黏剂固化收缩及力学特性等关键物性参数的量化表征,导致胶接装配应力分析缺乏关键参数.以某精密惯性器件用环氧胶7-2312为例,对胶黏剂的拉伸强度、弹性模量、松弛模量、热膨胀系数以及固化收缩率进行了实验测定,并探讨了硅粉改性对7-2312环氧胶固化收缩及力学特性等物性参数的影响.结果表明:胶黏剂的拉伸强度、弹性模量及松弛模量随硅粉含量的增大而增大,松弛模量变化率先减后增;胶黏剂松弛模量对环境温度的敏感程度随硅粉含量的增加先减后增;胶黏剂的热膨胀系数和固化收缩率随硅粉含量的增加而减小. 展开更多
关键词 环氧胶 硅粉改性 松弛模量 固化收缩率 热膨胀系数
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干/湿可剥布对复合材料胶接强度的影响
5
作者 梁妹 卢国军 +5 位作者 董士 陈浩 潘巍巍 张响 刘忠祥 于爽爽 《材料导报》 北大核心 2025年第S2期704-707,共4页
采用脱模剂/干可剥布/湿可剥布分别制备高温环氧树脂、中温环氧树脂和双马来酰亚胺树脂样板,并通过拉伸剪切强度测试,对比分析了三种脱模方式对复合材料胶接性能的影响。实验结果表明,湿可剥布脱模后的树脂样板的拉伸剪切强度表现出优... 采用脱模剂/干可剥布/湿可剥布分别制备高温环氧树脂、中温环氧树脂和双马来酰亚胺树脂样板,并通过拉伸剪切强度测试,对比分析了三种脱模方式对复合材料胶接性能的影响。实验结果表明,湿可剥布脱模后的树脂样板的拉伸剪切强度表现出优异的胶接性能;湿可剥布匹配适宜胶膜比脱模剂、干可剥布搭配胶膜制备的树脂样板具有更稳定、更优异的力学性能。 展开更多
关键词 可剥布 胶粘剂 环氧树脂体系 双马来酰亚胺树脂体系 拉伸剪切强度
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胶粘剂弹性模量对铝合金单搭接接头应力应变分布的影响 被引量：19
6
作者 严沾谋 游敏 +1 位作者 余海洲 龚正朋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第4期39-42,共4页
利用弹塑性有限元法研究胶粘剂的弹性模量对单搭接接头应力应变分布的影响。结果表明,随着弹性模量的增加,接头的应力峰值逐渐增大,并由胶层向胶瘤转移,其刚度越大,应变越小。低弹性模量胶粘剂的接头,载荷主要由胶层承担,胶层受力很均匀... 利用弹塑性有限元法研究胶粘剂的弹性模量对单搭接接头应力应变分布的影响。结果表明,随着弹性模量的增加,接头的应力峰值逐渐增大,并由胶层向胶瘤转移,其刚度越大,应变越小。低弹性模量胶粘剂的接头,载荷主要由胶层承担,胶层受力很均匀,而胶瘤的作用很小,胶瘤并没有很大地降低胶层中的应力峰值。高弹性模量胶粘剂的接头,胶瘤的作用很大,承担了很大一部分载荷,而胶层中部受力很不均匀。 展开更多
关键词 弹性模量 单搭接接头 胶瘤 应力应变分布 有限元法
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间隙连接对胶接接头应力分布和强度的影响 被引量：12
7
作者 孔凡荣 游敏 +1 位作者 郑小玲 杨春梅 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期39-43,共5页
运用弹塑性有限元法结合实验研究了连续和间隙连接的单搭接接头应力分布规律 ,并考虑了胶瘤的影响。结果表明 ,在相当大间隙长度范围内和适当的间隙位置条件下 ,间隙连接接头并没有大幅度地减小其承载能力 ,相反其有效搭接区域剪切强度... 运用弹塑性有限元法结合实验研究了连续和间隙连接的单搭接接头应力分布规律 ,并考虑了胶瘤的影响。结果表明 ,在相当大间隙长度范围内和适当的间隙位置条件下 ,间隙连接接头并没有大幅度地减小其承载能力 ,相反其有效搭接区域剪切强度呈明显升高趋势 ;胶层应力峰值仍然发生在搭接末端 ;胶瘤承担了相当大的载荷作用 ;过大的间隙长度以及不当的间隙位置会导致胶层靠近间隙端应力集中明显加剧 ,成为新的高应力区 ,可能导致接头破坏模式的改变。 展开更多
关键词 间隙连接 胶接接头 应力分布 强度 有限元法 胶瘤 胶粘剂
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5052铝合金胶接接头静强度及疲劳性能研究 被引量：10
8
作者 周森 何晓聪 +2 位作者 王玉奇 曾凯 丁燕芳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第18期104-107,共4页
运用实验方法研究了胶接接头的静强度及其疲劳性能。对胶接接头进行静力学实验,并在此基础上选用6种不同载荷水平对胶接接头进行疲劳实验,获得了接头的载荷-寿命(F-N)曲线。试验结果表明:胶接接头静强度为同尺寸铝合金板静强度的77.5%,... 运用实验方法研究了胶接接头的静强度及其疲劳性能。对胶接接头进行静力学实验,并在此基础上选用6种不同载荷水平对胶接接头进行疲劳实验,获得了接头的载荷-寿命(F-N)曲线。试验结果表明:胶接接头静强度为同尺寸铝合金板静强度的77.5%,说明胶接接头有较高的静强度。当疲劳载荷水平大于最大静载荷平均值的50%时,接头F-N曲线呈线性趋势变化;随着疲劳载荷水平的不断提高,接头失效形式更多地表现为混合破坏。通过分析疲劳失效接头刚度变化可知:在各疲劳载荷水平下,接头刚度的线性趋势变化在整个疲劳周期内占很大比例,疲劳载荷水平越低,接头刚度降低越慢;接头刚度的变化表明在接头内产生了裂纹并逐步扩展。 展开更多
关键词 胶接接头 静强度 疲劳试验 F-N曲线
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海洋工程腐蚀防护及水下焊接修复技术研究 被引量：12
9
作者 毕凤琴 李会星 +3 位作者 孙振旭 徐子怡 赵红梅 王勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期51-54,共4页
从耐海水腐蚀用钢、阴极保护等方面介绍了海洋工程中常用的腐蚀防护措施,重点综述了新型海洋涂层的研究进展,指出了水下焊接技术在海洋工程结构和海底管线的腐蚀修复及应急修理中的重要角色,并总结了影响水下焊接质量的关键问题。
关键词 电偶腐蚀 海洋工程 腐蚀防护 水下焊接
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胶接、胶焊与点焊接头剪切拉伸疲劳行为 被引量：20
10
作者 王华锋 王宏雁 陈君毅 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期421-426,共6页
通过剪切拉伸疲劳试验测定车用结构胶接接头、胶焊接头和点焊接头在不同应力水平下的疲劳寿命.基于载荷-寿命曲线在单对数坐标下为指数曲线段这一假设,利用疲劳试验数据拟合出载荷-寿命曲线,以此表征三种接头的疲劳性能.同时,对胶接接... 通过剪切拉伸疲劳试验测定车用结构胶接接头、胶焊接头和点焊接头在不同应力水平下的疲劳寿命.基于载荷-寿命曲线在单对数坐标下为指数曲线段这一假设,利用疲劳试验数据拟合出载荷-寿命曲线,以此表征三种接头的疲劳性能.同时,对胶接接头、胶焊接头和点焊接头的疲劳行为进行对比分析.研究表明:三种连接方式的疲劳试验数据具有较好的规律性;拟合结果证实了三种接头载荷-寿命曲线在单对数坐标下为指数曲线段这一假设的正确性;胶接接头的疲劳强度最高,而点焊接头最低;胶焊接头的疲劳断裂行为比胶接接头更为安全;通过胶焊工艺可以有效提高车身接头的疲劳寿命等.研究结论为车用结构胶胶接技术的应用提供了参考依据. 展开更多
关键词 胶焊接头 胶接接头 载荷-寿命曲线 疲劳行为
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弹性模量对铝胶焊搭接接头应力分布的影响 被引量：6
11
作者 游敏 晏嘉陵 +2 位作者 郑小玲 何爱萍 朱定锋 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期98-101,共4页
运用利用弹塑性有限元方法,研究了胶粘剂弹性模量对铝合金胶焊搭接接头上工作应力分布的影响。研究结果表明:随着胶粘剂弹性模量的增加,胶焊搭接区焊点中心线上的应力分布趋于均匀,胶层-焊点边缘处的峰值应力降低,但靠近搭接区端部胶层... 运用利用弹塑性有限元方法,研究了胶粘剂弹性模量对铝合金胶焊搭接接头上工作应力分布的影响。研究结果表明:随着胶粘剂弹性模量的增加,胶焊搭接区焊点中心线上的应力分布趋于均匀,胶层-焊点边缘处的峰值应力降低,但靠近搭接区端部胶层中的各应力峰值增大;距胶层中心线0.15mm的面上与焊点中心相对应点的峰值应力随弹性模量提高而下降。为提高胶焊接头承载能力,建议采用弹性模量适中的胶粘剂。 展开更多
关键词 胶焊接头 铝合金 应力分布 有限元法 弹性模量
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刚度不平衡单搭接胶接接头剪切试验与强度分析 被引量：17
12
作者 李龙 胡平 刘立忠 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期213-217,共5页
对被粘接件为钢板和铝板的刚度平衡、非平衡搭接胶接接头进行不同温度下的拉伸载荷剪切强度试验,分别得到各种类型搭接件在3种温度下的最大拉伸力值。以Goland和Reissner的一维梁模型为基础,参考Wu Z J提出的接头解析方法推导出求解刚... 对被粘接件为钢板和铝板的刚度平衡、非平衡搭接胶接接头进行不同温度下的拉伸载荷剪切强度试验,分别得到各种类型搭接件在3种温度下的最大拉伸力值。以Goland和Reissner的一维梁模型为基础,参考Wu Z J提出的接头解析方法推导出求解刚度不平衡接头端部载荷的相关公式,并且通过有限元仿真对试验中各种类型接头进行胶层应力分析,最后针对刚度非平衡结构对接头强度的影响进行了讨论。 展开更多
关键词 单搭接接头 胶接 刚度不平衡接头 应力分析
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胶层吸湿对单搭接接头影响的数值模拟 被引量：5
13
作者 李智 游敏 +2 位作者 郑小玲 赵美蓉 晏嘉陵 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期86-89,共4页
在建立胶粘剂吸湿本构模型的基础上,用弹塑性有限元法研究了聚丙烯酸酯胶层吸湿程度对单搭接接头上胶层中应力分布的影响。结果表明:随着胶层吸湿程度增加,单搭接接头上胶瘤处的峰值应力显著降低。对水分从搭接区两侧渗入胶层的总宽度... 在建立胶粘剂吸湿本构模型的基础上,用弹塑性有限元法研究了聚丙烯酸酯胶层吸湿程度对单搭接接头上胶层中应力分布的影响。结果表明:随着胶层吸湿程度增加,单搭接接头上胶瘤处的峰值应力显著降低。对水分从搭接区两侧渗入胶层的总宽度变化时胶层中的应力分布作了研究,发现随渗入总宽度的增加,胶层中的等效应力Seqv峰值下降。因水分渗入后引起胶层溶胀,在胶瘤过渡到中间胶层的拐角处会产生严重变形,可能导致该处发生脱粘。 展开更多
关键词 聚丙烯酸酯 铝合金 湿度 渗入深度 本构模型
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端部斜削的铝单搭接接头应力分布数值分析 被引量：7
14
作者 游敏 严沾谋 +1 位作者 郑小玲 余海洲 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2007年第5期91-94,共4页
用弹塑性有限元法,研究了被粘物自由端外侧斜削角度以及不同弹性模量胶粘剂对铝合金单搭接接头应力分布的影响。结果表明:对被粘物自由端外侧进行斜削,可以使胶层中部的应力峰值降低,从而提高接头的强度。随着斜削角度的减小,胶层中部... 用弹塑性有限元法,研究了被粘物自由端外侧斜削角度以及不同弹性模量胶粘剂对铝合金单搭接接头应力分布的影响。结果表明:对被粘物自由端外侧进行斜削,可以使胶层中部的应力峰值降低,从而提高接头的强度。随着斜削角度的减小,胶层中部应力峰值逐渐降低。随着胶粘剂弹性模量的降低,斜削接头胶层中部各应力的峰值随之降低。对于胶粘剂弹性模量高的接头,斜削使得胶层中部的应力峰值得到了极大的降低;而对于胶粘剂弹性模量低的接头,斜削对胶层中部的应力峰值影响较小。 展开更多
关键词 斜削接头 应力分布 有限元法 弹性模量
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复合材料补片胶接补强修补技术参数分析 被引量：12
15
作者 白金泽 孙秦 董善艳 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期748-750,共3页
本文针对复合材料与金属结构穿透型损伤外贴复合材料补片胶接修补方式 ,采用“双板 -弹簧”有限元修正模型 ,进行了各修补参数 (补片直径、厚度、修补形式以及胶层厚度等 )对修补效率的影响分析。主要结论 :(1)补片直径对修补效率的影... 本文针对复合材料与金属结构穿透型损伤外贴复合材料补片胶接修补方式 ,采用“双板 -弹簧”有限元修正模型 ,进行了各修补参数 (补片直径、厚度、修补形式以及胶层厚度等 )对修补效率的影响分析。主要结论 :(1)补片直径对修补效率的影响非常小 ;(2 )单面修补取补片厚度为 5 0 %母板厚度 ,双面修补取 80 %是合理的 ;(3)胶层厚度通过影响胶层内最大剪应力大小影响修补效率 ;(4 )修补参数相同情况下 ,被修补结构的尺寸影响修补效率 ;(5 ) 展开更多
关键词 有限元计算 胶接修补技术 复合材料片 航空维修 修补效率
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基于自相关分析的电弧焊熔滴过渡过程稳定性的定量评价 被引量：5
16
作者 高理文 薛家祥 +2 位作者 陈辉 张雪 王瑞超 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期29-32,114,共4页
文中提出了基于自相关分析的定量评价方法,从电弧焊的电压电流信号中提取自相关函数峰值间距变异系数,作为电弧焊熔滴过渡过程稳定性评价的量值.结果表明,该方法所得的结果与人工分析判定的结果一致,切实可行.此外,该方法所提取的量值... 文中提出了基于自相关分析的定量评价方法,从电弧焊的电压电流信号中提取自相关函数峰值间距变异系数,作为电弧焊熔滴过渡过程稳定性评价的量值.结果表明,该方法所得的结果与人工分析判定的结果一致,切实可行.此外,该方法所提取的量值与其它量值联合使用,还较好地实现了CO2弧焊电源动特性的自动化评定.其准确率达97.4359%,已接近实际应用的要求. 展开更多
关键词 熔滴过渡 稳定性 自相关 定量
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复合材料胶接工艺和胶接接头内应力分析 被引量：13
17
作者 沃西源 涂彬 +1 位作者 夏英伟 房海军 《航天返回与遥感》 2008年第1期63-68,共6页
复合材料胶接连接工艺已被人们所肯定,在实践应用中反映出复合材料胶接接头中内应力是影响其胶接性能和耐久性的重要因素之一,文中简述了胶接工艺特点和应具备的主要条件,胶接接头形成和胶接接头内应力分析等内容。
关键词 复合材料 胶接接头 内应力 分析
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胶接接头力学性能研究进展 被引量：9
18
作者 王玉奇 何晓聪 曾凯 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期339-347,共9页
随着工业领域中轻结构和轻质材料需求的增长,导致了胶黏剂的广泛应用,为提高胶接接头的强度和可靠性,国内外对胶接接头的力学性能进行了很多研究。针对3个主要研究方向(静力学分析、疲劳分析和动力学分析)的成果进行了回顾,并指出其中... 随着工业领域中轻结构和轻质材料需求的增长,导致了胶黏剂的广泛应用,为提高胶接接头的强度和可靠性,国内外对胶接接头的力学性能进行了很多研究。针对3个主要研究方向(静力学分析、疲劳分析和动力学分析)的成果进行了回顾,并指出其中存在的优缺点及发展趋势。 展开更多
关键词 胶接 静力学分析 疲劳分析 动力学分析
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自蔓延高温合成连接技术研究进展 被引量：8
19
作者 李卓然 冯吉才 曹健 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期1-4,17,共5页
从金属材料的自蔓延高温合成 (SHS)连接以及金属与陶瓷的SHS连接的角度综述了SHS连接技术的发展现状 ,介绍了SHS连接的特点及其焊接工艺。
关键词 自蔓延高温合成连接 金属材料 焊接工艺 陶瓷 润湿性 熔化温度
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板宽对胶焊接头应力分布影响的数值分析 被引量：6
20
作者 常保华 史耀武 董仕节 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 1998年第3期34-39,共6页
采用三维弹塑性有限元方法，研究了酚醛树脂和丙烯酸树脂两种胶粘剂的胶焊接头中，板宽对应力分布的影响。结果表明，酚醛树脂胶粘剂胶焊接头中，搭接区边缘应力值高于焊点边缘应力值，导致接头从搭接区边缘起裂，板宽增大时，焊点边缘... 采用三维弹塑性有限元方法，研究了酚醛树脂和丙烯酸树脂两种胶粘剂的胶焊接头中，板宽对应力分布的影响。结果表明，酚醛树脂胶粘剂胶焊接头中，搭接区边缘应力值高于焊点边缘应力值，导致接头从搭接区边缘起裂，板宽增大时，焊点边缘处和搭接区边缘的峰应力都减小，对于提高胶焊接头的强度有利，但不会改变接头的断裂形式；丙烯酸树脂胶粘剂的胶焊接头，焊点边缘应力远高于搭接区边缘应力，因此接头从焊点边缘起裂，板宽增大时，焊点边缘应力基本不变。因此增加板宽对提高接头强度无明显作用，接头断裂形式也不发生改变。 展开更多
关键词 胶焊 板宽 应力分布 数值分析 胶焊接头
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