在室温下制备碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-铝合金单搭接胶接试样.利用电子万能试验机和电液伺服疲劳试验机进行准静态拉伸和拉-拉疲劳试验,基于疲劳试验结果和双参数威布尔分布方法,采用多种函数模型对接头应力-寿命(S-N)曲线进行拟合.同时,利用三维数字图像相关技术(3D digital image correlation,3D-DIC)和SEM等设备,获得接头应变分布云图和失效形貌,揭示CFRP-铝合金胶接接头在循环载荷下的破坏机制.结果表明,幂函数对CFRP-铝合金单搭接胶接接头S-N曲线拟合度最高,相关系数R2为0.987,且接头疲劳寿命随着载荷水平的降低逐渐提高,变异系数逐渐增大.载荷水平为25％和35％失效载荷时,CFRP-铝合金单搭接接头破坏模式主要为胶层内聚破坏和铝合金-胶层界面破坏,且随着载荷水平的升高内聚破坏面积逐渐增加,载荷水平达到75％失效载荷时,CFRP-铝合金单搭接接头只发生胶层内聚破坏.在载荷水平为25％失效载荷下,接头由于内部温度上升主要发生韧性断裂,且随载荷水平上升至75％失效载荷时,接头由于受到较大拉应力逐渐向脆性断裂转变.
Fatigue life and failure mode of CFRP-aluminum alloy single-lap adhesive joints
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