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本文以环氧树脂结构胶粘剂和单搭接胶接接头在长期湿热环境下的老化行为为研究对象,主要开展以下几个方面的工作:(1)以非平衡单搭接接头为研究对象,选取性质差异明显的三种环氧树脂结构胶粘剂,通过实验室模拟汽车长期服役过程的极限温度老化环境,开展胶接接头环境耐久性试验,并测试其经历环境退化后的残余强度;通过MATLAB(?)软件编程,采用响应面法研究不同影响因素对接头静态破坏强度和失效位移的影响,并对接头的失效表面进行了宏观目测观测和扫描式电子显微镜微观样貌分析,进一步研究其失效机理;(2)采用数控高低温湿热箱模拟汽车服役工况下的循环温度环境,对经历环境退化后的不同结构胶粘剂单搭接接头的静态剪切强度进行测试;采用双线性内聚力模型,对接头中胶层内部裂纹扩展过程进行建模仿真;通过试验-数值仿真联合分析方法,引入环境退化因子Deg,建立了依赖于环境影响因素的胶层内聚力模型,模拟接头中胶层的老化过程,并将数值仿真结果与试验结果进行验证,进一步研究了胶层内部应力在循环温度老化环境作用后的变化情况;采用响应面分析方法,研究胶粘剂属性和环境因素对胶层内聚力参数退化的影响;通过扫描电镜法对接头拉伸破坏后的失效断面进行微观样貌分析,探究不同胶粘剂微观样貌的变化情况;(3)采用膜状环氧树脂胶粘剂,设计制作胶粘剂固化模具,开发了哑铃形胶粘剂试件的制备工艺;对胶粘剂材料的老化行为进行理论建模,并通过胶粘剂试件湿热环境下的老化特性研究试验,获得了相应的老化模型参数;通过设计制作弹簧加载夹具,实现了结构胶粘剂和胶接接头试件湿-热-力联合老化环境的实验室模拟;采用完全耦合建模分析方法,通过编写有限元分析软件的用户子程序并定义场变量,实现了对胶接接头环境退化过程的三维数值模拟;将数值仿真结果与试验结果进行了对比和验证,并对环境老化过程中胶层内部的水分扩散、应力和蠕变分布状态进行了讨论和分析;(4)对经历环境老化后的胶粘剂和胶接接头试件开展准静态拉伸加载试验,为接头退化后残余强度预测提供了必要的模型参数;分别建立胶接接头在湿-热-力老化环境下的退化行为模拟模型和残余强度预测模型,并通过对有限元分析结果文件的读取和编辑,开发了相应的模型间数据传递技术;编写有限元软件的用户子程序进行二次开发,得到了依赖于累积吸湿量和蠕变应变的胶粘剂退化内聚力模型;采用退化内聚力模型对退化后的接头准静态拉伸破坏过程进行模拟,对不同环境老化工况下胶层内部应力和内聚破坏的分布状态进行了讨论和分析。