服役温度对铝合金-碳纤维增强树脂复合材料粘接接头准静态失效的影响

来源期刊：复合材料学报2020年第5期

论文作者：栾建泽 宋学伟 那景新 谭伟 慕文龙

文章页码：1088 - 1095

关键词：碳纤维增强树脂;复合材料;粘接接头;温度;加载速率;失效;

摘    要：为了研究服役温度对铝合金-碳纤维增强树脂（CFRP）复合材料粘接接头准静态失效的影响,本文加工了铝合金-CFRP复合材料粘接接头。考虑车辆实际运行工况下的服役温度,选取低温（-40℃）、常温（20℃）和高温（80℃）三种环境温度,结合设计的Arcan夹具对铝合金-CFRP复合材料粘接接头分别进行1 mm/min和100 mm/min的准静态试验,得到不同温度下铝合金-CFRP复合材料对接接头（BJs）、45°嵌接接头（45°SJs）和剪切接头（TSJs）的准静态失效强度,并结合失效断面对接头失效形式进行分析,建立了失效准则方程和三维响应曲面。结果表明:不同加载速率下的铝合金-CFRP复合材料粘接接头失效强度在高温环境下均呈明显的下降趋势,在低温环境下均呈一定程度的上升趋势。高温下的失效模式为胶层的内聚失效,低温下的失效模式中纤维撕裂的比例上升。相对于1 mm/min加载速率下的准静态失效强度,各温度和应力状态下的铝合金-CFRP复合材料粘接接头在100 mm/min加载速率下的准静态失效强度明显提高。