胶接面纤维铺层角度对复合材料胶接应力和强度影响分析

彭海俊¹，秦志文^1,2，王继辉¹，杨科²

1. 武汉理工大学材料科学与工程学院2. 中国科学院工程热物理研究所中国科学院风能利用重点实验室

摘 要：为研究复合材料胶接面铺层对接头强度的影响,以单搭接接头为研究对象,通过铺层设计使接头的被粘物具有相同的拉伸模量和弯曲模量,但胶接面的铺层角度不同,使用有限元法对不同铺层的接头进行建模,分析接头胶接面和胶层的应力,引入Tsai-Wu失效因子对胶接面铺层进行评估。结果表明:胶接面铺层角度对应力分布有一定影响,0°胶接面会造成较大的胶层应力,但胶接面的应力和失效因子较小;90°铺层下胶层应力最小,但胶接面的应力和失效因子水平较高;45°下胶接面的失效因子和胶层应力水平介于两者之间。通过与实验结果对比,得出了胶接面铺层角度影响接头强度及破坏模式的一般性规律。

关键词：复合材料;应力分析;铺层;胶接;接头设计;有限元法;