Team : 赵振林, 郭明坤, 刘哲远
Content : 近年来, 随着我国经济的快速发展和居民对汽车需求的迅速增加,我国的汽车保有量保持着快速增长的趋势,由此也带来了汽车在燃油经济性、行车安全性以及环境保护等方面的问题。随着节能和环保问题的日益紧迫,发展节能减排技术早已成为国内外汽车工业关注的重点领域。以力学、材料科学、机械制造为基础的轻量化技术可以实现汽车性能的提升,成为解决这一课题的有效手段。据统计,汽车每减重10%,油耗可降低6%-8%。对汽车本身来说,约70 %的油耗是用在车身质量上的。因此车身的轻量化对于整车的轻量化起着重要的作用。
现有异质材料的连接技术主要有电阻点焊、压力铆接和胶接等。以车身结构常用的轻质铝材和传统钢材连接为例,电阻点焊在进行铝-钢连接时,由于铝比钢导热快、电传导快、热膨胀系数大、凝固收缩率大等问题,必须增大压力和加大电流,这会致使电极变大、设备变大和成本增加。压力铆接同样需要多种专用设备,如对铆钉加压的压力设备、铆钉的填加和传递设备等。此外,铆接容易引起应力集中、铆钉尾部拱起导致表面不平等问题。与传统的点焊、铆接等异质材料连接方式相比,胶接结构具有承载面积大、应力分布均匀、比强度高、比刚度高、抗腐蚀性好、连接效率高以及优异的抗疲劳性等优点,因而广泛应用于航空航天、汽车工业和土木工程领域也在开展针对这项技术的研究和应用。汽车制造商也越来越多的选择结构胶接技术作为其连接结构件的方法,并且这一技术已经逐渐延伸到铝合金和纤维增强复合材料(Fibre Reinforced Polymers)与传统钢结构的连接中。
目前对于胶接接头内部应力分布的建模手段研究已经成熟,可以借助各种有限元分析软件对任何接头形式的内部应力状态进行预测和分析,结构胶粘剂和胶接接头设计应用和数值建模的前提,是对胶粘剂本身基本力学性能的准确测定。本项目通过对结构胶粘剂基本力学性能的试验测定方法展开讨论,并利用有限元软件进行数值建模,从而提出一个结构胶粘剂基本力学性能的准确测定方案。