温度湿度对车用聚氨酯粘接剂静态强度的影响研究

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1、分类号：U463.82单位代码：10183研究生学号：2015421031密级：公开吉林大学硕士学位论文中文论文题目：温度湿度对车用聚氨酯粘接剂静态强度的影响研究英文论文题目：ResearchonTheEffectofTemperatureandHumidityonStaticStrengthofAutomotivePolyurethaneAdhesive作者姓名：范以撒类别：机械工程（车身工程）领域（方向）：汽车车身结构设计理论与轻量化技术指导教师：那景新培养单位：汽车工程学院2018年6月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和

2、个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博

3、硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：机械工程（车身工程）论文题目：温度湿度对车用聚氨酯粘接剂静态强度的影响研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区能源与动力大楼车身工程系526室（130025）作者联系电话：188431668

4、54摘要温度湿度对车用聚氨酯粘接剂静态强度的影响研究目前汽车工业面临能源危机和环境污染两大挑战，其中通过新材料的使用降低汽车的重量实现其轻量化是一种有效的解决方法。高强度钢、铝合金以及碳纤维增强复合材料凭借其重量轻、强度高的优点，为制造轻量化汽车提供了可能，并且多种材料的混合使用是未来汽车发展的必然趋势。因此，开发关于这些材料车身零部件的连接技术是急需解决的关键技术之一，粘接技术作为一种新型的结构连接技术不仅可以实现复杂结构形状和不同材质材料的连接，而且能够在不破坏车身零件结构的前提下实现材料的连接。除此之外，粘接结构具有承载面积大、应力分布均匀的特点，能够在保证粘接

5、强度的同时达到轻量化设计的目的。但是，粘接技术也存在一些缺点，粘接剂作为聚合物高分子材料对环境变化非常敏感，车用粘接结构在服役过程中会发生老化，影响粘接性能，因此，研究其耐久性是车辆设计过程中需要重点考虑问题之一。本文结合国家自然科学基金“面向新材料车身的粘接结构老化寿命预测方法研究（51775230）”，研究了温度、湿度单因素环境变化和湿热多因素耦合条件对聚氨酯粘接剂粘接性能的影响，以及分析了老化接头失效机理，并探讨了高温环境老化时间对接头静强度和疲劳寿命的影响，具体包括以下几方面：第一、基于车辆粘接结构服役温度范围，选择-40°C、-20°C、0°C、25°C(R

6、T)、40°C、60°C和80°C温度点，测试接头在不同温度点的失效强度。基于不同温度点失效强度数据，获得不同温度下的粘接接头二次应力失效准则，并在此基础上，建立全温度场环境下的失效准则曲面函数，为不同温度、复杂应力状态下的粘接结构失效预测提供参考。实验结果表明：随着环境温度的升高，粘接剂本体材料的杨氏模量、拉伸强度和失效应变均呈下降趋势；接头失效强度和接头刚度均随温度的上升而下降。第二、持续高温老化对接头强度的影响研究。在80°C、90°C、80°C加载和80°C/95%RH四种老化条件下，分别对接头进行144h、288h、432h、576h和720h老化处理，研究

7、相同老化环境下时间对接头失效强度影响，以及相同老化时间不用老化环境对接头失效强度影响，建立接头失效强度与老化时间的变化关系。研究老化时间和老化环境对接头失效强度的影响，使用差示扫描量热法(DSC)研究I老化时间对粘接剂玻璃化转变温度(Tg)的影响。此外，对80°C/95%RH环境处理后接头分别干燥24h、48h、72h、96h和120h，研究干燥时间对接头强度的影响。结果表明：接头失效强度随着老化时间的增加逐渐减小，80°C/95%RH环境接头失效强度衰减最明显；在80°C、90°C、80°C加载条件下，随着老化时间的增加，粘接剂韧性逐渐降低，且温度