飞行器制造工程专业综合实验报告

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1、飞行器制造工程专业综合实验目录一、实验背景1二、实验原理11.胶接理论12.胶接方式13.胶接的破坏类型14.femap分析软件2三、实验器材及设备3四、实验步骤31.Femap建模32.试件胶接抗拉测试13五、实验结果161.Femap仿真结果162.胶层破坏力19六、结果分析19七、实验总结20八、参考文献2020飞行器制造工程专业综合实验一、实验背景胶接（粘合、粘接、胶结、胶粘）是指同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的技术，具有应力分胶粘剂布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接技术作为四中飞机装配连接技术（铆接、螺

2、接、焊接和胶接）之一，在飞机制造中有广泛的应用。相对于其他三种连接技术，胶接具有不削弱基体材料、受力分布比较均匀、减轻结构重量、提高疲劳强度 、良好的密封性等诸多优点。因此，全面深入了解胶接原理，掌握胶接性能就显得尤为重要。二、实验原理1.胶接理论①机械嵌合理论。机械嵌合理论认为胶粘剂必须渗入被粘物表面的孔隙内，并排除其吸附的空气，才能产生良好的吸附作用。 ②吸附理论。吸附理论认为粘附是由两材料间分子接触，产生了界面力所引起的。 ③化学键理论。化学键理论认为胶接主要是由化学键力的作用而形成。 ④扩散理论。扩散理论认为胶接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子的扩散而形成的。 ⑤静电理论。静电理论认为由

3、于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电层而产生了静电引力，即相互分离的阻力，因而形成了胶接。2.胶接方式胶接的形式主要有单搭接、双搭接、斜接、斜搭接、双斜接和混合搭接几种示意图见表1.3.胶接的破坏类型①被粘物破坏此时，由于应力在接头的邻近处最为集中，故一般破坏在该处发生，但20飞行器制造工程专业综合实验此时的破坏强度和原被粘物材料本身的强度并不完全相同。②内聚破坏此时接头的破坏强度主要取决于胶黏剂的内聚强度，但胶黏剂强度和胶黏剂本体浇铸料的破坏强度不完全相同。③界面破坏此时破坏强度与胶黏剂和被粘物表面层强度有关，也与胶黏剂和被粘物之间的“黏附强度”有关。④混合破坏接头各部分强度相近时发生。表格1胶

4、接的主要形式胶接方式结构形式单搭接双搭接斜接斜搭接双斜接混合搭接1.femap分析软件Femap以Parasolid为内核，具有近20年专注于有限元建模领域的工程经验，有助于用户将复杂的模型建模简单化，其基于Windows的特性为用户提供了强大的功能，且易学易用！Femap产品被广泛地应用于多种工程产品系统及过程之中，例如：卫星、航空器、重型起重机、高真空密封器等。Femap提供了从高级梁建模、中面提取、六面体网格划分，到功能卓越的CAD输入和简化的工具。20飞行器制造工程专业综合实验一、实验器材及设备1、LJ—5000A型拉力试验机一台；2、天平一台；3、胶水、Na2CO3、NaOH等化学试

5、剂若干；4、试件两片；5、其他工具。二、实验步骤1.Femap建模1）启动Femap软软件，如图1。图12）修改参数：选择工具->参数，将合并公差项改为“指定”，填入数值e-5，如图2。3）新建三个层：分别命名为Glue、Plate1和Plate2，并激活Glue层，如图3.4）立胶层模型：选择几何体—>体—>体素，输入X：0.015，Y：0.02，Z：0.0001，点击确定，建立胶层，如图4、图5。20飞行器制造工程专业综合实验图2图3图420飞行器制造工程专业综合实验图55）创建网格：选择网格—>网格控制—>体上的大小，如图6所示，在弹出的对话框中，单击选择刚建立的胶层体素，单击“确定”，

6、如图7所示，弹出如图8所示对话框，选中“六面体划分网格”，修改单元大小为0.0002。再选择网格—>几何体—>六面体网格，如图9所示弹出对话框。图6图720飞行器制造工程专业综合实验图8图9图1020飞行器制造工程专业综合实验6）建立板1模型：激活层Plate1，选择几何体—>曲面—>拉伸，如图11、图12所示。在弹出的对话框中，选中刚在建立的胶层模型的右侧面的下边线，单击“确定”，再在弹出的对话框中修改“顶点（T）X”一栏的值为-0.03。单击“确定”，如图13、图14所示。图11图1220飞行器制造工程专业综合实验图13图147）设置曲面网格：如图15选择网格控制—>曲面上的网格大小，弹出

7、如图16的对话框，选中刚才建立的曲面，单击“确定”弹出如图17所示的对话框，修改单元大小为0.0002，单击确定。再选择网格控制—>曲面，选中刚才的曲面，定义材料，如图20所示，修改“杨氏模量，E”为7.2e10，修改“泊松比”为0.33。选择“单元/属性类型”为板，如图21所示。图15图1620飞行器制造工程专业综合实验图17图18图19图2020飞行器制造工程专业综合实验图218）建立板2模型