汽車用鋼板鋁板膠接性能研究.pdf

1、減輕車重的材料可分為兩大類，一類是鋁合金等輕質(zhì)材料，另一類是高強(qiáng)度鋼等高強(qiáng)材料。鋁等輕質(zhì)材料的價(jià)格比鋼材高，因此使用兩種材料的搭配可以達(dá)到質(zhì)量和造價(jià)的優(yōu)化。然而，由于鋼鋁的力學(xué)性能和熱力學(xué)性能差異很大，鋼鋁難以進(jìn)行焊接；又因?yàn)殇撲X電勢(shì)不同，機(jī)械連接時(shí)，鋁作為鋼的陽極會(huì)很快被腐蝕；因此，如何解決不同材料的連接問題和腐蝕問題，是擴(kuò)大鋁等輕質(zhì)材料和高強(qiáng)度鋼等高強(qiáng)材料在汽車上應(yīng)用的重要課題。本文采用膠接結(jié)構(gòu)來解決鋼鋁的連接問題。膠接結(jié)構(gòu)可以連接

2、性能差異較大的材料，可以通過膠粘劑將電勢(shì)相對(duì)的材料電絕緣性的分開，而且質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，疲勞性能好。研究鋼板鋁板的膠接性能，對(duì)于拓展車身材料的應(yīng)用范圍有一定的參考價(jià)值。 本文以DP600高強(qiáng)度鋼板、普通鋼板和2A12鋁板以及結(jié)構(gòu)膠粘劑A為研究對(duì)象，采用了力學(xué)解析、試驗(yàn)和有限元模擬相結(jié)合的方法，對(duì)鋼板和鋁板之間的膠接性能進(jìn)行了研究。首先，對(duì)單搭接頭進(jìn)行力學(xué)建模，提出工藝相關(guān)函數(shù)，用被粘材料的屈服強(qiáng)度估算接頭能承受的最大拉伸力。接下來

3、，按照橫梁彎曲理論計(jì)算加載此估算力時(shí)，同種材料膠接接頭和不同材料膠接接頭處膠層的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分布情況，證明用材料的屈服強(qiáng)度估算接頭能承受的最大拉伸力的合理性。其次，用試驗(yàn)找出符合力學(xué)模型的膠接固化工藝條件，并用試驗(yàn)驗(yàn)證用被粘材料的屈服強(qiáng)度估算接頭能承受的最大拉伸力的合理性。再次，使用ABAQUS有限元軟件分析剛度不平衡膠接接頭，在膠層厚度不同的情況下，膠層的應(yīng)力分布情況，對(duì)前面的解析計(jì)算進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證。最后，對(duì)汽車用鋼板和鋁板的膠接性