焊点间距对胶焊接洽应力应变散布

胶焊是将电阻点焊（或凸焊）技能与胶接相联合的复合相连技能［1］，在航空、航天和汽车财产中得到了广泛应用。如一种运输机的机身、口盖、油箱及一种低空支援战斗机的许多局部都采取了胶焊工艺［2］；我国在这方面的切磋和开辟劳动也已取得转机［3］。


　　对胶焊布局力学行动的切磋，已得到了国表里学者的广泛珍视。已有不少关于单焊点胶焊搭接接洽的试验及数值分析劳动［4,5］，而对多焊点布局中焊点间距对布局力学行动影响，尚很少有切磋的报道。焊点间距是胶焊布局计划和制造中一个紧张的多少参数，刚正的焊点间距的选取，可使焊接布局同时餍足对生产经济性和利用可靠性的要求。为此，本文拟采取有限元数值分析要领和试验切磋要领，对单列多焊点胶焊接洽举行切磋，观察采取两种差别弹性模量的胶粘剂时，焊点间距对接洽中应力应变场和断裂强度的影响规律。


1　接洽的外形尺寸与有限元网格分别


1.1　接洽的外形尺寸


　　单列多焊点胶焊搭接接洽的外形尺寸如图1所示。试件两端遭受匀称拉伸剪切载荷。母材为08al汽车用深冲钢板，宽40mm，厚1mm。为同时观察胶粘剂弹性模量对接洽中应力应变散布的影响，采取了高弹性模量的环氧树脂基胶粘剂和低弹性模量的酸酯胶粘剂，胶层厚度为0.4mm。接洽搭接区长度为40mm，直径5mm的焊点沿y向等隔断分列。本切磋选取焊点间距a为10mm,20mm,30mm,40mm和50mm五种，切磋两种胶焊接洽中的应力应变散布。


（a）断裂载荷与焊点间距的干系；
（b）断裂名义应力与焊点间距的干系
fig.5　fractureloadandnominalstressesofadhesivelayer
fordifferentspotpitch　(a)fractureloadvsspotpitch;
(b)nominalfracturevsspotpitch


4　结论


　　（1）采取高弹性模量胶粘剂时，在10～50mm内增大焊点间距，焊点区应力有所减小而搭接区边沿胶层中的应力应变略有举高，增大焊点间距，将减小接洽的承载本领，但幅度不大。


　　（2）采取低弹性模量的酸酯胶粘剂时，焊点处存在应力集结，应力集结程度随焊点间距的增长而增大；搭接区边沿胶层中的剪应变值也随焊点间距的增长而增大。焊点间距增长使承载焊点数裁减、接洽刚度减小，对接洽强度有倒霉影响，这一效应比采取高弹性模量胶粘剂时更为显然。


　　（3）采取环氧树脂基胶粘剂的单列多焊点接洽中，胶层开始断裂。焊点间距大的胶焊试件，由于试件宽度大，其断裂载荷高，但接洽断裂时的名义应力随焊点间距的增长而略有减小。


　　（4）试验所得焊点间距对接洽强度的影响规律与数值分析根本上所猜测的规律一概，证实了采取数值谋划要领举行接洽力学行动猜测的有效性。