搭接长度对CFRP-铝板胶铆接头力学性能的影响

卞海玲，许莎，邢彦峰

（201620 上海市 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院）

0 引言

由于复合材料强度高、质量轻、减振降噪等优点，与铝合金、高强钢等金属材料的连接日益广泛成熟，其连接件在汽车、航空和船舶等领域使用占比逐年增加[1-3]。近年来，对复合材料与金属胶接的研究已经深入展开。Wu Chao[4]等人对CFRP 与钢粘接的破坏模式、有效搭接长度和CFRP 应力分布等进行研究，并建立起粘接滑移模型；Note[5]等人针对搭接长度对复合材料粘接键失效模式的影响进行研究，并发现重叠长度的增加会改变接头破坏模式，从粘接失效转变为层间失效；J.David Jimenez-Vicaria[6]等人使用不同种类的碳纤维和胶粘剂与钢板进行胶接，并基于断裂分析模型得出经验公式以预测连接件的强度；Cui Junjia[7]等人分析不同粗糙度、搭接长度和胶粘剂厚度影响铝板胶接的力学性能规律，提出一种无量纲参数δ来量化搭接长度的影响；毛振刚[8]等人考虑搭接长度和铺层方式对CFRP 胶接接头力学性能的影响，通过有限元模拟得出最佳搭接长度和铺层方式；邹春田[9]等人利用数字图像相关技术研究不同搭接长度的钛合金-芳纶纤维复合材料的胶接接头在进行拉伸试验过程中应力的变化规律。

在对胶铆混合连接的研究中，Sadowski[10]等人研究了3 种铆钉几何布局对胶铆混合接头的变形状态和局部应力集中情况，并得到最佳铆钉布局方案；Franco[11]等人通过拉伸试验对AA2024-T6 铝板和不同铺层方式的CFRP 板进行胶接、铆接和胶铆连接，分析比较3 种连接方式的失效载荷、失效位移和能量吸收值，发现混合连接接头表现出更优秀的力学性能；……