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，另一類是高強度鋼等高強材料。鋁等輕質(zhì)材料的價格比鋼材高，因此使用兩種材料的搭配可以達到質(zhì)量和造價的優(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，鋼鋁難以進行焊接；又因為鋼鋁電勢不同，機械連接時，鋁作為鋼的陽極會很快被腐蝕；因此，如何解決不同材料的連接問題和腐蝕問題，是擴大鋁等輕質(zhì)材料和高強度鋼等高強材料在汽車上應(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相對的材料電絕緣性的分開，而且質(zhì)量輕、強度高，疲勞性能好。研究鋼板鋁板的膠接性能，對于拓展車身材料的應(yīng)用范圍有一定的參考價值。 本文以DP600高強度鋼板、普通鋼板和2A12鋁板以及結(jié)構(gòu)膠粘劑A為研究對象，采用了力學(xué)解析、試驗和有限元模擬相結(jié)合的方法，對鋼板和鋁板之間的膠接性能進行了研究。首先，對單搭接頭進行力學(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算加載此估算力時，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度估算接頭能承受的最大拉伸力的合理性。其次，用試驗找出符合力學(xué)模型的膠接固化工藝條件，并用試驗驗證用被粘材料的屈服強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，對前面的解析計算進行對比和驗證。最后，對汽車用鋼板和鋁板的膠接性