内聚力界面单元在胶接接头分层仿真中的应用

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1、万方数据第”卷第10期计算机仿真2010年10月文章编号：1006—9348(2010)10—0317—04内聚力界面单元在胶接接头分层仿真中的应用杨小辉1，胡坤镜1，赵宁1，李静2(1．西北工业大学机电学院，陕西西安710072；2．中国空间技术研究院西安分院，陕西西安710000)摘要：分层是胶接接头的毛要破坏形式，而分层主要发生在胶层与被粘物的界面层上．因此，对胶接接头界面层的力学行为的分析是很有必要的。由于界面层厚度太小，用常规的有限元法或边界元法很难对其进行仿真，更加无法仿真胶接接头的分层损伤过程。针对上：述情况

2、，为提高接头结构承载力，采用零厚度的内聚力界面单元来仿真界面层，克服无法仿真界面层的困难，对胶接接头的分层损伤过程进行仿真。并与试验结果进行对比，验证方法的有效性。通过仿真分析结果与试验结果对比可知，仿真分析结果与试验结果吻合较好。因此，运用内聚界面单元仿真界面层方法是有效的，并为复杂胶接接头承载能力分析提供有力的依据。关键词：内聚力界面单元；胶接接头；分层损伤；界面层中图分类号：THl32．4文献标识码：ATheSimulationofTheProcessofLaminalDamageintheAdhesiveBonde

3、dJointUsingtheCohesiveInterfaceElementYANGXiao_huil，HUKun—jin91，ZHAONin91，LiJin92(1．CofiegeofMechatronicsEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China；2．ChineseAcademyofSpaceTechnology，Xi’明Shanxi710000，China)ABSTRACT：I丑minaldamageisamaint

4、ypeofdamageintheadhesivebondedjoint，anditoftenoccur8inthein·terracelayerofthejoint．So，itisnecessarytoanalyzethemechanicalactionoftheinterfacelayer．However，be-causethethicknessoftheinterfacelayerisverysmall，itisdifficulttosimulatetheinterfacelayerbyregularfiniteele

5、mentmethodorboundaryelementmethod，anditisalsodifficulttosimulatetheprocessoflaminaldanlage．Toaddressthissituation．inthepaper．weusethecohesiveinterfaceelementwithtllethicknessofzerotosimulatetheinterfacelayertogettheruleoflaminaldamage，andcontrastwithexperimentalre

6、sulttovalidatethevalidityofthemethod．Bycontrastingwithexperimentalresult，wefindthattheresultinthesimulationissimilartotheresultintheexperiment．So，themethodofusingthecohesiveinterfaceelementtosimulatetheinterfacelayeriseffective，itisusefulforcarryingcapacity’sanaly

7、sisofcomplexjoint．KEYWoRDS：Cohesiveinterfaceelement；Adhesivebondedjoint；Laminaldamage；Interfacelayer1引言由于胶接与传统的铆接、焊接、螺纹联接相比较，无论在改善受力情况、提高结构性能、减轻制作重量，还是在改进工艺操作、降低成本等方面都具有无可争议的优越性，因此从日常生活到尖端技术等各领域都得到广泛的应用。正是如此，胶接技术在联接接头方面得到了广泛的运用。分层是胶接接头的主要破坏形式，而分层破坏主要发生收稿日期．'2009—0

8、6—11修回日期：2009—08—08在胶层与被粘物的界面层上，因此，对胶接接头界面层的力学行为的分析是很有必要的。以前的文献大多认为力和位移是连续的通过不连续的两相材料界面，从而忽略了界面相的影响，这主要是因为界面层的厚度太小，与其它两相材料的维数相比差的太远，用常规的有限元法或边界元法都很难对这几何