金属粘接界面强度及破坏模式的实验研究

IMECH-IR > 非线性力学国家重点实验室

	金属粘接界面强度及破坏模式的实验研究
英文题名	Experimental Study on Bonding Strength and the Failure Mode of Metallic Bonding Joints
	杨森
导师	王自强
	2014
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位类别	硕士
学位专业	固体力学
摘要	粘接作为一种重要的连接技术在航空航天等领域得到了广泛应用，而粘接体系中存在大量的粘接界面，粘接界面很大程度上决定着整个粘接体系的总体力学性能。因此粘接体系中粘接界面的力学行为及其对整体体系的影响规律受到了科学界以及工程界的广泛关注。本文以金属界面粘接体系为研究对象，重点关注金属界面粘接体系的强度和体系的破坏模式，具体分为以下三个部分：（1）通过标准拉伸试验、单搭接接头实验以及纯剪切实验，研究了粘接厚度以及粘接剂韧性比对粘接体系强度的影响。实验结果与理论预测进行对比分析，就韧性比（粘接剂的固有属性）的影响而言，实验与理论符合较好，韧性比较大的粘接体系相对强度较小；就粘接厚度影响而言，当小于临界厚度，体系强度都随粘接厚度减小而增强，但内聚破坏（即胶层破坏）模式主导下的粘接体系与理论预测更为吻合，而混合破坏（胶层与粘接板之间的界面破坏以及胶层破坏）模式主导下的粘接体系与理论预测存在一定的差异。另外得到了粘接体系破坏模式的厚度依赖性。（2）通过单搭接接头实验，研究了粘接长度与粘接宽度对粘接体系强度以及破坏模式（主要是对混合破坏模式）的影响。研究发现粘接长度对粘接体系强度的影响规律随着粘接厚度的变化表现出一定的差异性，在粘接厚度较大时，粘接长度不影响体系的强度；而粘接宽度对体系强度的影响规律随粘接厚度的变化不存在差异性，影响都很小。粘接长度对混合破坏模式下波纹状结构的间距不产生影响；而随着粘接宽度的增加，波纹状结构间距增加。而粘接体系在破坏过程中有多条平行裂纹同时传播，这是区别于界面破坏以及内聚破坏的一个重要特点；对混合破坏演化过程的观察发现，单条裂纹扩展方式呈现类“Z”字型特点。（3）通过单搭接接头实验，初步研究了粘接界面粗糙度对粘接体系承载能力的影响。通过砂纸打磨的方法得到单一划痕方向的粗糙界面，发现粘接面粗糙度对粘接体系承载能力的影响随粘接厚度的变化存在差异性，当粘接厚度比较小时，体系承载能力随着粗糙度的增加而增加；在粘接厚度非常小的情况下，由于粗糙度的影响使得粘接体系承载能力随厚度的变化规律呈现出与之前实验结果不同的规律。
索取号	31114
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48956
专题	非线性力学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	杨森. 金属粘接界面强度及破坏模式的实验研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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