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钢板屈服对CFRP-钢界面粘接性能影响的试验研究

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为研究钢板屈服对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)-钢粘接界面的性能影响,开展了一系列CFRP-钢双搭接粘接节点拉伸试验和有限元模拟.以钢板厚度和CFRP粘接长度为变量,通过拉伸试验得到了钢板屈服条件下的节点拉伸荷载-位移曲线、有效粘接长度和失效模式.试验结果表明,15 mm厚钢板的粘接节点在破坏之前表现为弹性状态,而8 mm厚钢板的粘接节点在破坏前钢板已经屈服并进入塑性状态.钢板屈服使得节点的荷载-位移曲线由线性变为非线性,且钢板屈服时节点的失效位移增加;随着钢板屈服,节点的失效模式由CFRP层离破坏变为CFRP层离和钢板-胶层界面脱粘混合模式,且随着钢板屈服程度的增大,钢板-胶层脱粘面积也在增大.根据本文所采用的节点试件及所选取的材料属性,当8 mm厚钢板节点在出现钢板屈服后,其最大失效位移约为15 mm厚钢板节点的4.2倍,但其承载力仅为15 mm厚钢板节点的69.92％.即节点由于钢板屈服所获得的延性是以节点承载力降低为代价的.从有限元结果可以发现,当钢板屈服程度增加,节点失效位置将会从接头处转移至粘接接头远端,有效粘接长度也随之减小.
Experimental study on the effect of steel yielding on the bond behavior between CFRP and steel plate

吴超、余洋喆、雷昕弋、谭力豪

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北京航空航天大学 交通科学与工程学院,北京 100191

中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100073

碳纤维增强树脂基复合材料 粘接节点 粘接性能 拉伸试验 钢板屈服 有限元分析

5191153020851978025

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20211202.001

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(11)
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