雙懸臂梁粘接結(jié)構(gòu)的I型斷裂實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、隨著膠黏劑在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，粘接結(jié)構(gòu)服役過程中的斷裂現(xiàn)象開始受到關(guān)注和研究。粘接結(jié)構(gòu)斷裂事故往往是在低于材料強(qiáng)度的情況下發(fā)生的，主要原因是粘接層中含缺陷或裂紋。本文擬對雙懸臂梁（DCB）粘接層含缺陷和裂紋的結(jié)構(gòu)的斷裂行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論模擬研究。
　　第一，通過雙懸臂梁粘接結(jié)構(gòu)的進(jìn)行斷裂實(shí)驗(yàn)，分析粘接結(jié)構(gòu)的斷裂破壞特性。粘接結(jié)構(gòu)的斷裂失效是純脆斷形式，粘接結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生開裂失效，整體便會迅速開裂破壞，拉力也會突降接近于0，且開裂

2、后的粘接界面通常是其中一個(gè)界面比較光滑，另一個(gè)界面上被附著較完整的膠粘接層。由經(jīng)典梁理論可計(jì)算雙懸臂梁粘接結(jié)構(gòu)的粘接層材料斷裂韌性平均值為GC=0.2536N·mm-1，可以作為擴(kuò)展有限元方法模型中粘接層材料參數(shù)選取的參考值，從能量角度推導(dǎo)了計(jì)算粘接界面斷裂韌性的修正公式，用于內(nèi)聚力界面模型計(jì)算的理論驗(yàn)證。
　　第二，利用ABAQUS軟件平臺建立了雙懸臂梁粘接結(jié)構(gòu)的內(nèi)聚力界面模型。該模型僅僅考慮粘接界面的強(qiáng)度，對粘接層部分的強(qiáng)度不

3、予考慮，更加方便地模擬計(jì)算粘接結(jié)構(gòu)的I型斷裂失效情況。我們分別從兩個(gè)方面考慮，一是不同粘接界面強(qiáng)度，二是不同加載位移速度。模擬結(jié)果表明，加載位移速度的變化對粘接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響微弱，粘接界面強(qiáng)度嚴(yán)重影響粘接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合，說明內(nèi)聚力界面模型計(jì)算粘接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是可靠的。
　　第三，粘接層應(yīng)用擴(kuò)展有限元模型模擬，界面的粘接行為則使用內(nèi)聚力界面模型模擬，對雙臂梁進(jìn)行了斷裂數(shù)值分析，考慮了粘接層缺陷形狀、缺陷位置以