[發明專利]一種復合材料車體粘接結構及強度設計方法

在審

• 申請號: 201910318802.X
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110031398A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 范以撒;上官林建;段俊法;彭晗;郭朋彥;張華偉;運紅麗;古冬冬;胡鋒;劉繼高;周甲偉
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 楊鳳娟

1.一種復合材料車體粘接結構及強度設計方法，其特征在于：

步驟1、基礎實驗研究，根據實驗制定方案進行試件粘接及固化、實驗測試及實驗數據處理工作

1)常溫、+70℃、-40℃溫度下2種粘接劑力學性能測試的研究；

2)常溫、+70℃、-40℃溫度下不同粘接基材的粘接性能測試研究；

3)兩種粘接劑空載下耐候性試驗研究；

4)不同粘接基材的耐候性試驗研究；

5)帶有工作載荷的粘接劑耐候性研究；

6)厚度對粘接強度影響的研究；

7)環境溫度對粘接強度的影響研究；

8)搭接寬度對粘接強度的影響研究；

9)不同載荷對粘接接頭疲勞性能的影響；

10)粘接劑選型方法的研究；

步驟2、結構分析計算

基于拉剪雙向應力的粘接接頭強度校核方法及流程研究。

2.根據權利要求1所述的復合材料車體粘接結構及強度設計方法，其特征在于，步驟1中，

1)具體為：分別在常溫、+70℃、-40℃溫度下，對0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的七組實驗試件進行拉伸破壞試驗，觀察試件破壞過程的作用力-位移曲線，并導出實驗數據，計算單位粘接面積所承受的載荷即粘接強度，統計Sikaflex-265粘接劑在常溫、+70℃和-40℃溫度下的粘接強度性能；

2)具體為：選擇0°、45°、90°的三組實驗試件，將不銹鋼做成薄片試件，粘接在鋁合金與鋁合金之間，用于研究粘接劑Sikaflex-265在常溫、+70℃、-40℃溫度下相對鋁合金、不銹鋼的粘接性能；

3)具體為：選擇0°、45°、90°的三組粘接接頭形式，對每種粘接接頭形式使用粘接劑Sikaflex-265進行粘接；將粘接并固化好的試件放入環境箱內進行耐候性處理，然后分別對粘接試件進行準靜態拉伸試驗，采用最小二乘法擬合曲線方法研究兩種粘接劑的粘接強度隨耐候性處理周期數的變化規律；由于車輛運行期間氣候環境的多變性，擬對擬合曲線進行安全修正處理，得到一條能用于工程設計研究的粘接劑強度與耐候性處理周期數的函數關系；

4)具體為：選擇0°、90°的兩種常見粘接接頭，將不銹鋼做成薄片試件，粘接在鋁合金-鋁合金之間，使用粘接劑Sikaflex-265進行粘接，粘接好試件并固化一段時間后，把粘接試件放入環境箱內進行耐候性處理實驗，最后對粘接試件分別進行拉伸和剪切實驗，并統計兩種粘接劑不同粘接基材的粘接強度變化規律；

5)具體為：查閱國內外相關粘接實驗標準，選擇搭接和對接兩種粘接接頭形式，對粘接接頭使用粘接劑Sikaflex-265進行粘接；使用加載夾具對粘接試件施加一定的力并保持不變，將加載夾具與粘接試件的裝配件放入環境箱內進行耐候性處理，最后對粘接試件進行準靜態拉伸試驗，統計兩種粘接劑的粘接強度變化規律；考察并研究耐候性處理條件對試件粘接強度的影響關系；以便于工程人員根據車輛實際運行工況合理選擇粘接劑，保證車輛運行期間，粘接結構的可靠性與安全性；

6)具體為：選擇0°、45°、90°粘接試件，粘接厚度分別為1mm、2mm、3mm、5mm，并完成試件粘接，通過準靜態拉伸破壞試驗測得時間-力曲線以及相應的實驗數據，求出粘接劑在不同粘接厚度下的粘接強度，得到粘接厚度對粘接劑粘接強度的影響規律；

7)具體為：首先按照標準設計搭接和對接粘接接頭，使用粘接劑Sikaflex-265進行粘接，在粘接劑的使用范圍內按照一定的區間選擇多組不同的溫度測點；分別測出每個環境溫度下每種粘接劑的該組粘接試件的平均粘接強度，采用最小二乘法擬合曲線研究環境溫度對每種粘接劑的粘接強度的影響；

8)具體為：設計并粘接搭接寬度分別為15mm、25mm、35mm、45mm的試件，通過準靜態拉伸破壞試驗測得時間-力曲線以及實驗數據，求出粘接劑在不同搭接寬度下的剪切強度，得到搭接寬度對剪切強度的影響規律；

9)具體為：參照DIN EN ISO 9664-膠粘劑拉伸剪切膠粘件疲勞性能的試驗方法，研究不同載荷對粘接接頭疲勞性能的影響，測試膠粘劑的S-N曲線；

10)具體為：選用粘接劑時，首先應了解其的基本技術性能，這些性能是保證粘接程度的基本條件。