摘要
首先运用VARTM工艺制作三种不同铺层方式的碳纤维复合板,然后将不同铺层方式的碳纤维复合板与5052铝合金进行自冲铆接,最后对铆接件进行静拉伸性能测试,选出性能最佳的铆接件。将性能最佳的铆接件进行五种周期的中性盐雾腐蚀实验,然后对腐蚀前后的铆接件进行腐蚀形貌描述和腐蚀机理分析,最后分别对腐蚀前后铆接件的静拉伸性能、弯曲性能、抗冲击性能三个方面进行研究分析。具体的工作结论如下: (1)对不同铺层方式的碳纤维复合材料与铝合金铆接件进行静拉伸实验,结果表明含有铺层方式为[0/90]2s的碳纤维复合材料板铆接件的静拉伸性能最佳,含有铺层方式为[0/45]2s的碳纤维复合材料板铆接件性能次之,含有铺层方式为[0/0]2s的碳纤维复合材料板铆接件静拉伸性能最差,故后续试验选择铺层方式为[0/90]2s的碳纤维复合材料板。 (2)对腐蚀前后的铆接件进行三点弯曲性能测试,分析铆接件的载荷-扰度曲线,并计算其弯曲强度。结果表明随着腐蚀时间的延长,弯曲性能逐渐下降。 (3)对腐蚀前后的铆接件进行静拉伸性能测试,分析铆接件的载荷-位移曲线,并对失效形式进行研究分析。结果表明不同腐蚀时间的碳纤维板在拉伸载荷作用下失效模式不同,且铆接件随着腐蚀时间的延长,静拉伸性能逐渐下降。 (4)对腐蚀前后的铆接件进行低速冲击性能测试,进行能量-时间、冲击力-时间、铆钉下降深度分析,并对冲击的横截面进行电子扫描电镜分析和能谱分析。结果表明相同能量的冲击下,不同腐蚀周期的铆接试件对能量的吸收相差不大;随着腐蚀时间的延长,铆接件的抗冲击性能逐渐下降;碳纤维和铝合金在冲击载荷的作用下受到的失效模式不同,且失效越来越严重。