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粘接技术作为异于焊接和铆接等传统连接技术的一种连接技术,具有一系列的优异性能,从而广泛应用于各种行业。粘接技术的广泛应用必然对粘接结构的可靠性提出了更高的要求。粘接结构作为承受载荷的部件,必然长期工作在受载情况下,从而会发生过度变形和断裂导致失效。因此对粘接结构最易发生的过度变形形式—蠕变和常见的断裂形式—疲劳断裂的研究成为热点。 本文在分析国内外研究现状的基础上,在粘接结构力学性能测试平台上完成一系列粘接结构的基础力学实验,蠕变实验以及疲劳循环实验。通过大量实验,分析影响粘接结构粘接强度的因素,粘接结构的蠕变特性,粘接结构在交变载荷下的疲劳特性,为粘接结构在工业应用中的推广提供参考依据。通过对粘接结构的蠕变模型的研究,以及粘接结构疲劳寿命模型的研究,为粘接结构的工业生产与应用提供理论分析方法。 首先,对粘接层厚度不同的对接结构试件进行了单轴拉伸实验。实验表明,对接结构试件的极限拉伸强度随着粘接层厚度的增加,先增大后减小,最大拉伸强度出现在粘接层厚度为0.2mm处,并且发现在粘接层厚度为0.4mm-1.2mm的区间内,粘接强度的变化较小,从而确定所有蠕变实验和疲劳循环实验的粘接层厚度为1mm。对相同的对接结构试件进行了不同加载速率的单轴拉伸实验。实验表明,在加载速率为2.5MPa/s至20MPa/s范围内,对接结构的弹性模量随着加载速率的增大而减小,弹性模量最大值与最小值的差值为平均值的9.02%。并且发现对接结构试件的极限拉伸强度与加载速率之间不存在明显规律,粘接强度最大值与最小值的差值为平均值的8.97%。 其次,对环氧树脂胶黏剂和环氧树脂胶—不锈钢对接结构的哑铃型试件,进行了不同载荷的单轴蠕变实验。两种情况下的实验结果对比表明,对接结构的蠕变比胶体较明显,两者的蠕变行为相差最大时,对接结构试件的初始应变比胶体试件初始应变大7.03%,对接结构试件最终应变比胶体试件最终应变大7.38%。采用粘弹性多重积分的Onaran模型,对环氧树脂胶体以及环氧树脂胶—不锈钢对接结构的蠕变特性进行了分析,模型能很好地描述实验过程,此方法适合分析环氧树脂胶及环氧树脂胶—金属对接结构的蠕变行为。 最后,对环氧树脂胶—不锈钢对接结构试件进行了固定应力比、三角形加载波形、固定疲劳周期和不同应力幅值的疲劳寿命实验,得到了试件疲劳寿命随应力幅值的变化规律。采用基于断裂力学的疲劳裂纹扩展模型,对对接试件的疲劳寿命进行了研究,通过有限元法获取该模型的基本参数,并通过疲劳寿命试验数据确定该模型核心参数。并对该模型的可靠性进行了实验验证,发现该模型能描述疲劳寿命规律。