基于响应面法的颗粒增强黏结接头参数优化及断裂失效分析

1

作者 王玉涛 曾凯 +1 位作者 张洪申 邢保英 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期81-86,共6页

基于Box-Behnken Design(BBD)设计方法,开展Al_(2)O_(3)颗粒增强黏结工艺试验研究。建立了黏结特征参数(颗粒粒径、黏结层厚度、质量分数)与响应值(失效载荷、能量吸收值)之间的多元回归模型,并通过实验对模型进行了验证。建立了黏结层... 基于Box-Behnken Design(BBD)设计方法,开展Al_(2)O_(3)颗粒增强黏结工艺试验研究。建立了黏结特征参数(颗粒粒径、黏结层厚度、质量分数)与响应值(失效载荷、能量吸收值)之间的多元回归模型,并通过实验对模型进行了验证。建立了黏结层的代表性体积单元(Representative volume element,RVE)有限元分析模型,探讨胶层断裂失效机理。结果表明,颗粒粒径对接头破坏载荷的影响最大。对能量吸收值影响最大的是颗粒质量分数。最佳工艺参数颗粒粒径为46μm,胶层厚度为0.6 mm,质量分数为5%。有限元分析表明,Al_(2)O_(3)颗粒的加入改变了裂纹扩展路径,增加了裂纹长度,使得胶层的断裂能增加,进而提高了黏结接头的力学性能。 展开更多

关键词 黏结接头 Al_(2)O_(3)颗粒 响应面法 有限元模型 力学性能

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搭接长度对胶接接头工作应力分布影响的数值分析 被引量：34

2

作者 孔凡荣 游敏 +1 位作者 郑小玲 杨春梅 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期213-217,共5页

运用弹塑性有限元法对单搭接金属胶接接头承载后的应力分布特征进行分析 ,重点研究搭接长度对分别采用酚醛树脂和丙烯酸酯制备的接头应力分布和接头强度的影响。结果表明 ,胶粘剂的性能对应力分布有较大影响 ,酚醛树脂胶粘剂制备的接头... 运用弹塑性有限元法对单搭接金属胶接接头承载后的应力分布特征进行分析 ,重点研究搭接长度对分别采用酚醛树脂和丙烯酸酯制备的接头应力分布和接头强度的影响。结果表明 ,胶粘剂的性能对应力分布有较大影响 ,酚醛树脂胶粘剂制备的接头中胶瘤承担了相当多的载荷 ,且随搭接长度的增加 ,vonMises等效应力峰值和剪切应力峰值均趋于向胶层内转移 ,胶层中各部位的应力亦均有下降 ;当采用丙烯酸酯胶制备的接头时 ,胶瘤承载作用并不明显 。 展开更多

关键词 胶接接头 搭接长度 应力分布 有限元 胶瘤 弹塑性

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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

3

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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胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头中应力分布的影响 被引量：9

4

作者 孔凡荣 游敏 +1 位作者 郑小玲 杨春梅 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第4期110-114,共5页

运用三维有限元法分析了胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头(简称劈裂接头)应力分布规律的影响。结果表明:胶粘剂弹性模量和泊松比的变化对劈裂接头应力分布有着直接影响;随着弹性模量或泊松比升高,胶层内应力分布重心向左端移... 运用三维有限元法分析了胶粘剂力学性能参数对劈裂载荷作用下胶接接头(简称劈裂接头)应力分布规律的影响。结果表明:胶粘剂弹性模量和泊松比的变化对劈裂接头应力分布有着直接影响;随着弹性模量或泊松比升高,胶层内应力分布重心向左端移动,左端应力集中加强,峰值应力上升,但是泊松比对胶层最大主应力峰值的影响不如弹性模量的影响明显。 展开更多

关键词 胶接接头 劈裂载荷 有限元法 应力分布

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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

5

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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胶瘤对单搭接胶接接头应力分布影响的数值分析 被引量：8

6

作者 杜正兴 高宗战 岳珠峰 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期839-843,共5页

运用二维弹塑性有限元法对具有不同几何形状胶瘤的单搭接胶接接头承载后的应力特征进行分析。计算结果表明,胶瘤的存在可大大减小胶层和被粘物界面上的各个应力峰,界面上的Mises应力、剪切应力和剥离应力可分别减少近20%、10%和50%。胶... 运用二维弹塑性有限元法对具有不同几何形状胶瘤的单搭接胶接接头承载后的应力特征进行分析。计算结果表明,胶瘤的存在可大大减小胶层和被粘物界面上的各个应力峰,界面上的Mises应力、剪切应力和剥离应力可分别减少近20%、10%和50%。胶瘤的几何形状不同对胶接接头的应力分布也有较大影响。用金属块代替胶瘤后,胶层和被粘物界面上的应力峰值进一步减小,且位置由胶瘤内侧转移到胶瘤外侧,胶接接头强度进一步增强。 展开更多

关键词 有限元 胶接接头 胶瘤 应力分布 金属块

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在役含缺陷棒形悬式瓷绝缘子的非破坏性可靠性评定 被引量：7

7

作者 徐连勇 荆洪阳 +1 位作者 霍立兴 樊利国 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1258-1263,共6页

分析了超声爬波检测瓷绝缘子的可行性,加工制作了爬波检测专用试块.通过试验对比了单晶爬波探头与双晶爬波探头检测瓷绝缘子的优缺点.采用ANSYS有限元分析软件分析了绝缘子胶装部位(易断裂部位)的温度及结构应力.分析结果表明,沥青缓冲... 分析了超声爬波检测瓷绝缘子的可行性,加工制作了爬波检测专用试块.通过试验对比了单晶爬波探头与双晶爬波探头检测瓷绝缘子的优缺点.采用ANSYS有限元分析软件分析了绝缘子胶装部位(易断裂部位)的温度及结构应力.分析结果表明,沥青缓冲层显著降低了胶装部位的应力大小,改变了该部位的应力分布.根据有限元分析结果找出承受最大应力的部位,应用断裂力学方法计算出该应力下的最小临界裂纹尺寸,为瓷绝缘子无损检测提供了一定的理论指导. 展开更多

关键词 瓷绝缘子 缓冲层 温度结构应力 无损检测 爬波探头 有限元方法

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大体积混凝土结构随机温度徐变应力计算方法研究 被引量：15

8

作者 刘宁 刘光廷 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期189-202,共14页

首次尝试将随机有限元法引入大体积混凝土结构随机温度徐变应力的计算．综合考虑各种随机因素，对于由材料物理参数随机性引起的随机温度场的影响，本文给出了相应于初应变隐式解法的随机有限元计算方法；对于周期平稳随机温度场对徐变... 首次尝试将随机有限元法引入大体积混凝土结构随机温度徐变应力的计算．综合考虑各种随机因素，对于由材料物理参数随机性引起的随机温度场的影响，本文给出了相应于初应变隐式解法的随机有限元计算方法；对于周期平稳随机温度场对徐变应力场的影响，本文提出了复模量隐式解法，并首次视复频响应函数为材料参数的随机函数，给出了相应的复频响应－随机有限元列式；而对于一般非平稳绝热温升温度场的影响，本文提出了参数调幅逐段简化的方法． 展开更多

关键词 随机有限元法 温度应力 徐变应力 混凝土结构

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受荷方式对钢管混凝土轴压短柱力学性能影响 被引量：12

9

作者 王玉银 张素梅 郭兰慧 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期40-44,共5页

采用有限元分析软件DIANA对钢管混凝土轴压短柱进行理论分析,并用试验数据验证了有限元模型、材料参数和分析结果的正确性.在此基础上,分析了三种典型受荷方式和黏结强度对钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响.三种受荷方式为:1)荷载作用... 采用有限元分析软件DIANA对钢管混凝土轴压短柱进行理论分析,并用试验数据验证了有限元模型、材料参数和分析结果的正确性.在此基础上,分析了三种典型受荷方式和黏结强度对钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响.三种受荷方式为:1)荷载作用在整个截面上;2)荷载作用在钢管截面上;3)荷载作用在混凝土截面上.有限元分析结果和试验结果及他人试验结果吻合较好.研究结果表明,受荷方式对钢管混凝土轴压短柱的力学性能影响较大;当荷载作用在整个截面上时,黏结强度对轴压短柱的力学性能没有影响;当荷载仅作用在混凝土截面上时,黏结强度对轴压短柱的力学性能影响较大. 展开更多

关键词 钢管混凝土 受荷方式 黏结强度 承载力

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考虑胶层蠕变行为的胶接结构有限元分析 被引量：2

10

作者 郑长良 陈洁然 +2 位作者 袁彪 郭秉仪 吴坚 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期62-66,共5页

本文考虑胶层材料的蠕变行为，采用模拟岩层纹理单元的有限元法，分析工程中使用的典型胶接结构的应力场和位移场。数值结果表明。

关键词 胶层材料 胶接结构 蠕变 有限元法

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复合材料胶铆混合修理的拉伸性能研究 被引量：8

11

作者 刘礼平 王宇灿 +3 位作者 原志翔 徐建新 鲍蕊 吴枫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期63-70,共8页

为研究不同修理方法以及不同损伤尺寸对复合材料层合板拉伸性能的影响,针对复合材料飞机蒙皮,设计了无损板、60 mm与30 mm损伤孔径的胶接修理板和胶铆混合修理板五组试验件,并对这五组结构件进行静强度拉伸试验及失效机理分析。建立试... 为研究不同修理方法以及不同损伤尺寸对复合材料层合板拉伸性能的影响,针对复合材料飞机蒙皮,设计了无损板、60 mm与30 mm损伤孔径的胶接修理板和胶铆混合修理板五组试验件,并对这五组结构件进行静强度拉伸试验及失效机理分析。建立试验件的三维有限元仿真模型,分析无损板和四组修理件的破坏强度、破坏模式、应力分布、应力大小和危险部位。结果证明,胶铆混合修理可以改变复合材料修理结构件的应力分布,并有效降低危险部位的应力集中,改善结构的强度恢复率。 展开更多

关键词 复合材料 胶铆混合修理 拉伸强度 有限元法 应力分布

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胶焊单搭接头长时力学性能分析 被引量：8

12

作者 殷勇 涂善东 朱进 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2001年第3期57-62,共6页

胶焊是将点焊技术与胶接技术结合使用的先进连接技术。由于众多优点 ,该技术越来越受到重视和应用 ,而其相关研究特别是对其长时蠕变应力的了解比较缺乏。本文利用三维粘弹塑性有限元法 ,对胶焊连接接头的时间相关应力再分布进行分析 ,... 胶焊是将点焊技术与胶接技术结合使用的先进连接技术。由于众多优点 ,该技术越来越受到重视和应用 ,而其相关研究特别是对其长时蠕变应力的了解比较缺乏。本文利用三维粘弹塑性有限元法 ,对胶焊连接接头的时间相关应力再分布进行分析 ,并讨论了相关接头的设计和材料选择的改进方向。 展开更多

关键词 胶焊 接头 粘弹性 粘塑性 蠕变 有限元

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混凝土结构的随机温度及随机徐变应力 被引量：16

13

作者 刘宁 刘光廷 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期58-70,共13页

大体积混凝土结构随机温度及随机徐变应力的研究已显得越来越重要．本文从随机环境影响因素、混凝土材料的随机热力学参数、随机绝热温升以及混凝土徐变、老化等多种影响方面对混凝土结构的随机温度以及随机徐变应力目前已有的各种计算... 大体积混凝土结构随机温度及随机徐变应力的研究已显得越来越重要．本文从随机环境影响因素、混凝土材料的随机热力学参数、随机绝热温升以及混凝土徐变、老化等多种影响方面对混凝土结构的随机温度以及随机徐变应力目前已有的各种计算方法进行了较为系统地述评，指出了各种方法的适用性以及今后需要解决的问题． 展开更多

关键词 混凝土结构 随机温度 随机徐变应力 大体积

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胶接修补结构在多向载荷作用下的极限强度 被引量：4

14

作者 白金泽 孙秦 董善艳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第3期454-455,450,共3页

目前在国内外开展的复合材料及金属的胶接修补研究中 ,计算与试验都是采用单向加载方式。但在工程实际中需要修补的区域一般承受多向载荷。本文采用“双板 -弹簧”有限元修正模型 ,对多向载荷作用下的修补问题进行了研究。结果表明 ,在... 目前在国内外开展的复合材料及金属的胶接修补研究中 ,计算与试验都是采用单向加载方式。但在工程实际中需要修补的区域一般承受多向载荷。本文采用“双板 -弹簧”有限元修正模型 ,对多向载荷作用下的修补问题进行了研究。结果表明 ,在大多数情况下单向加载状态获得的极限强度恢复程度是偏保守的结果。 展开更多

关键词 胶接修补结构 多向载荷 极限强度 有限元 复合材料

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间隙对单搭接胶接接头强度和应力的影响 被引量：4

15

作者 余海洲 游敏 +1 位作者 曹平 杨春梅 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第1期41-43,共3页

研究了搭接长度为12.5 mm的单搭接接头搭接区域预留间隙对搭接强度和应力的影响.结果表明,间隙的位置对搭接强度有较大的影响.与连续胶层相比,胶层中部一定宽度的间隙虽然使名义强度降低,但对于提高单搭接接头的实际强度有明显的作用,... 研究了搭接长度为12.5 mm的单搭接接头搭接区域预留间隙对搭接强度和应力的影响.结果表明,间隙的位置对搭接强度有较大的影响.与连续胶层相比,胶层中部一定宽度的间隙虽然使名义强度降低,但对于提高单搭接接头的实际强度有明显的作用,剪切强度最大值可比连续胶层接头增大约60％,而胶层端部预留间隙却使名义强度和实际强度均显著降低.对两种接头进行了有限元的数值分析,指出最大应力仍然处于胶瘤端部附近,间隙位置对应力的峰值有较大的影响. 展开更多

关键词 有间隙胶缝 单搭接接头 强度 应力 有限元法

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结合梁斜拉桥混凝土收缩徐变影响规律 被引量：32

16

作者 陈亮 邵长宇 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期74-78,共5页

为研究混凝土收缩、徐变对结合梁斜拉桥的影响机理及时效特性,以樟树赣江二桥(主跨400m的双塔双索面半飘浮体系结合梁斜拉桥)为背景进行分析。采用桥梁专业软件RM2006建立全桥有限元模型,对桥梁的时效影响机理、运营期不同构件的时效影... 为研究混凝土收缩、徐变对结合梁斜拉桥的影响机理及时效特性,以樟树赣江二桥(主跨400m的双塔双索面半飘浮体系结合梁斜拉桥)为背景进行分析。采用桥梁专业软件RM2006建立全桥有限元模型,对桥梁的时效影响机理、运营期不同构件的时效影响因素及不同结构体系的时效响应进行研究。研究结果表明,对于结合梁斜拉桥,桥面板收缩、徐变产生的主梁截面初始轴向应变是主梁中跨跨中下挠、边跨斜拉索松弛的主要原因,产生的主梁截面初始弯曲应变是主梁负弯矩出现的主要原因。桥面板收缩、恒载下桥面板徐变是引起边跨斜拉索松弛、主梁中跨跨中下挠的主要因素;桥塔收缩、徐变将引起桥塔附近斜拉索松弛,并使主梁产生局部负弯矩峰值。桥塔处竖向支座及辅助墩的设置会对结合梁斜拉桥的时变效应产生一定的不利影响,单纯从该角度来讲,全飘浮体系较其他体系更为合理。 展开更多

关键词 斜拉桥 结合梁 收缩徐变 影响机理 影响因素 时效特性 结构体系 有限元法

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基于数值模拟的弹性—蠕变双材料界面应力分析 被引量：2

17

作者 陈清琦 轩福贞 涂善东 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期497-502,共6页

利用ABAQUS大型有限元程序,对比分析线弹性和蠕变两种情况下Silicon/epoxy弹性—蠕变双材料界面应力分布问题。分析结果表明,界面边缘处存在严重的剪应力和剥离应力集中;边缘对齐结构的界面剪应力和剥离应力集中要小于边缘不对齐的情况... 利用ABAQUS大型有限元程序,对比分析线弹性和蠕变两种情况下Silicon/epoxy弹性—蠕变双材料界面应力分布问题。分析结果表明,界面边缘处存在严重的剪应力和剥离应力集中;边缘对齐结构的界面剪应力和剥离应力集中要小于边缘不对齐的情况;随着基体厚度增大,界面剪应力和剥离应力均减小;当基体与薄膜的厚度比增大到临界值时,剥离应力将反向,此时剥离应力的绝对值随着厚度比的增大而增大;蠕变会导致界面边缘附近剪应力和剥离应力松弛,且薄膜的蠕变指数和系数越大,蠕变松弛效应越明显,随时间增大,边缘附近界面上的应力逐渐趋近于零。 展开更多

关键词 双材料结构 蠕变 界面应力 有限元

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上海地铁车站混凝土结构的温度干缩应力分析 被引量：3

18

作者 梅明荣 卓家寿 葛世平 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期52-56,共5页

简要论述了混凝土干缩变形及分析方法 ,通过有限元的仿真计算 ,较为准确地模拟地铁地下车站混凝土框架结构的实际施工情况 ,计算和分析了地下车站混凝土结构的温度干缩应力 ,在一定程度上揭示了混凝土结构由温度徐变及干缩应力引起的裂... 简要论述了混凝土干缩变形及分析方法 ,通过有限元的仿真计算 ,较为准确地模拟地铁地下车站混凝土框架结构的实际施工情况 ,计算和分析了地下车站混凝土结构的温度干缩应力 ,在一定程度上揭示了混凝土结构由温度徐变及干缩应力引起的裂缝成因。 展开更多

关键词 温度应力 徐变 干缩 有限元法 上海地铁车站 混凝土结构

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基于电磁超声爬波法对空腔结构部位裂纹缺陷的检测 被引量：2

19

作者 刘素贞 董硕 +2 位作者 张闯 金亮 杨庆新 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2119-2125,共7页

空腔结构部位的缺陷在缺陷检测中往往被漏检,是无损检测中的难点。爬波是一种在材料的曲面上传播的压缩波,对腔体表面和近表面缺陷非常敏感,为空腔结构部位的缺陷检测提供了可能。因此求解了爬波的频散方程,分析了爬波的频散特性和衰减... 空腔结构部位的缺陷在缺陷检测中往往被漏检,是无损检测中的难点。爬波是一种在材料的曲面上传播的压缩波,对腔体表面和近表面缺陷非常敏感,为空腔结构部位的缺陷检测提供了可能。因此求解了爬波的频散方程,分析了爬波的频散特性和衰减特性;基于有限元方法(FEM)研究了电磁超声爬波和空腔的相互作用,分析了爬波对构件内部空腔缺陷的检测能力;对空腔结构中典型的三种内部缺陷进行了研究。最后采用电磁超声爬波检测系统对内部空腔上的裂纹进行了检测实验。仿真和实验结果表明:爬波不仅能够对空腔中难以检测的缺陷进行识别,还可以对缺陷进行定位,为高压电气设备的螺栓孔等空腔部位缺陷检测提供了新方法。 展开更多

关键词 空腔结构缺陷 电磁超声换能器 爬波 有限元法 传播特性 检测特性

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有间隙胶接劈裂接头应力分布的数值模拟 被引量：1

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作者 游敏 严沾谋 +1 位作者 张明松 余海洲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期101-104,共4页

建立了有间隙胶接劈裂接头的有限元模型,并运用弹塑性有限元法,研究了间隙位置和长度对劈裂接头胶层中部应力分布的影响。研究结果表明:合理的间隙不仅对劈裂接头的应力峰值和接头的承载能力无明显影响,而且有利于提高接头的胶接质量;... 建立了有间隙胶接劈裂接头的有限元模型,并运用弹塑性有限元法,研究了间隙位置和长度对劈裂接头胶层中部应力分布的影响。研究结果表明:合理的间隙不仅对劈裂接头的应力峰值和接头的承载能力无明显影响,而且有利于提高接头的胶接质量;间隙的中心位置对接头的应力峰值影响显著,而间隙长度对接头的应力峰值无明显影响;当接头末端无胶层时,因应力峰值显著增大,可能导致接头的名义强度降低。 展开更多

关键词 间隙 劈裂接头 有限元法 应力分布 名义强度

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