考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度

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1、学兔兔www.xuetutu.com第48卷第2O期机械工程学报Vb1．48NO．202012年10月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING0ct．2Ol2DoI：10．3901／JME．2012．2O．093考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度木胡平I韩啸2李伟东施志伟2周申光2(1．大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024；2．大连理工大学汽车工程学院大连116024)摘要：汽车轻量化的发展要求汽车采用更多的轻型材料取代传统的金属材料，而异种材料的连接就为结构胶接技术的应用提供平台。通过模拟汽车车身涂装

2、工艺中环境温度和相对湿度的变化，采用韧性和脆性两种结构胶粘剂，分别对钢／铝和钢／碳纤维增强复合材料非平衡胶接接头的剪切强度进行环境影响研究。试验结果表明，汽车涂装环境对结构胶接接头的性能有着显著的影响，并且与胶粘剂自身性质有关。通过对不同工况接头的失效模式分析和对胶层的内聚力单元数值二维建模仿真，得到两种胶粘剂在涂装工况影响下胶层宏观力学属性和内部应力分布情况的变化趋势，并对碳纤维增强复合材料与相应胶粘剂材料表面参数的匹配问题进行研究。采用扫描电镜法对胶层失效表面进行样貌分析，探究相应宏观试验结果产生的微观原因。关键词：非平衡胶接汽车轻量化内聚力模型涂装

3、工艺环境老化中图分类号：U466InfluenceofAutomobileBodyCoatingProcessontheStrengthofUnbalancedAdhesiveJointsHUPingHANXiaoLIWeidongSHIZhiweiZHOUShenguang(1．StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology,Dalian116024；2．SchoolofAutomotiveEngineering，Dali

4、anUniversityofTechnology,Dalian116024)Abstract：Thedevelopmentofautomobilelightweightrequiresmorelightweightmaterialsinvehiclesreplacingmetallicmaterialsandthestructuraladhesiontechniqueprovidesagoodoptionforjoiningdissimilarmaterials．Theinfluenceofenvironmentaldegradationonsteel／

5、aluminumandsteel／CFRPadhesivejointsisstudiedthroughsimulatingthevariationofenvironmentaltemperatureandrelativehumidityduringautomobilecoatingprocessandadoptingbothductileandbrittleadhesives．Experimentalresultsrevealthatadhesivejointbehaviorisgreatlyafectedduetotheautomobilecoatin

6、genvironment．Basedonthecomparisonofdiferentshearstrengthandthecohesivezonenumericalmodelingoftheadhesivejoints，thevariationtrendofdiferentadhesivesisobtainedandthematchingissuesofCFRPandadhesivematerialparametersisanalyzed．Throughtheanalysisofscanningelectronmicroscopeonthefractu

7、resurface，themicroscopicmani~stationoftheadhesivelayerisanalyzedtoexplainthemacroscopicexperimentalresults．Keywords：UnbalancedadhesionAutomobilelightweightCohesivezonemodelCoatingprocessEnvironmentaldegradation明显的缺点。传统焊接工艺由于技术瓶颈和成本的0前言原因，无法广泛应用于异种材料的连接；铆接和栓接工艺则在连接处都有显著的应力集中现象。而结随

8、着汽车轻量化的发展，具有良好力学性能的构胶接技术不仅克服了上述工艺的缺点，同时还