一种对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法技术

本发明专利技术公开一种对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法制作CFRP/铝合金对接、剪切粘结接头；将所述离散数据点拟合成粘结接头老化后失效强度随老化时间变化规律曲线；获得各个官能团平均吸光度随老化时间的变化规律曲线；通过相关性分析筛选出特征官能团；最后得到耦合工况老化后单一应力状态下的基于多个特征官能团权重组合后的对接、剪切粘结接头失效强度预测函数。本发明专利技术还公开了一种对接、剪切粘结接头的法向和切向方向的退化因子函数的计算方法。本发明专利技术还公开了一种对接、剪切粘结接头失效老化三十天后的二次应力失效准则的计算方法。

【技术实现步骤摘要】
一种对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法
本专利技术涉及车身异种材料连接结构设计领域，专利技术了一种对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法。
技术介绍
近年来，随着汽车产业规模的不断扩大，其所带来的能源消耗和环境污染等问题日益严重。而通过多材料混合使用实现汽车轻量化是解决当前所面临问题的有效途径之一。CFRP(CarbonFiberReinforcedPlastic)、铝合金、镁合金以及高强度钢等材料凭借其良好的轻量化效果，在汽车工业中的应用日益广泛。实现不同材料之间的有效连接是多材料汽车结构设计中的关键技术之一。目前大多数研究建立了单独正应力、剪应力状态下的基于胶粘剂化学特性的粘结接头失效强度预测方法。但关于复杂应力状态下的薄胶层粘结接头和其他粘结结构的失效强度预测目前仍旧缺乏行之有效的方法。而在实际服役工况下，薄胶层粘结结构通常受到拉伸和剪切应力混合的复杂应力状态作用，不同的应力状态往往会影响结构的力学响应，导致结构呈现不同的性能，所以提出一种复杂应力状态下的薄胶层粘结结构失效准则确定具有重要意义。r>目前粘结结构的失本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法，其特征在于，/n步骤1：制作CFRP/铝合金对接、剪切粘结接头；/n步骤2：每间隔不同周期，对加速老化后的对接、剪切粘结接头分别进行力学性能测试，记录不同老化周期所对应的粘结接头失效强度随老化时间的离散数据，将所述离散数据点拟合成粘结接头老化后失效强度随老化时间变化规律曲线；/n步骤3：取与力学性能测试相对应的加速老化周期的粘结接头的胶粘剂样本进行FTIR测试；提取FTIR测试获得的特征官能团吸光度，从而获得各个官能团平均吸光度随老化时间的变化规律曲线；/n步骤4：将所述官能团平均吸光度随老化时间的变化规律曲线和所述粘结接头老化后失效强度随老...

【技术特征摘要】
1.一种对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法，其特征在于，
步骤1：制作CFRP/铝合金对接、剪切粘结接头；
步骤2：每间隔不同周期，对加速老化后的对接、剪切粘结接头分别进行力学性能测试，记录不同老化周期所对应的粘结接头失效强度随老化时间的离散数据，将所述离散数据点拟合成粘结接头老化后失效强度随老化时间变化规律曲线；
步骤3：取与力学性能测试相对应的加速老化周期的粘结接头的胶粘剂样本进行FTIR测试；提取FTIR测试获得的特征官能团吸光度，从而获得各个官能团平均吸光度随老化时间的变化规律曲线；
步骤4：将所述官能团平均吸光度随老化时间的变化规律曲线和所述粘结接头老化后失效强度随老化时间变化规律曲线进行离差标准化以消除不同量纲的影响；再将离差标准化后的各曲线进行归一化处理；通过相关性分析筛选出特征官能团；获得胶粘剂中的环氧、羰基、酯基和羟基4个特征官能团吸光度随老化时间变化的曲线；
步骤5：通过所述4个特征官能团吸光度曲线与粘结接头老化后失效强度随老化时间变化规律曲线实现重合，得到的曲线为单一应力状态下基于胶粘剂单个特征官能团吸光度的4个对接接头耦合老化后失效强度预测函数和4个剪切接头耦合老化后失效强度预测函数
























其中，下标1，2，3，4依次对应环氧、羰基、酯基和羟基；
步骤6：酯基吸光度变化规律曲线与对接、剪切接头失效强度均具有最高的拟合精度，将酯基作为老化后对接接头、剪切接头失效强度预测函数；
步骤7：通过泛函变分为0，得到权重组合系数，最后得到耦合工况老化后单一应力状态下的基于多个特征官能团权重组合后的对接、剪切粘结接头失效强度预测函数依次为PBJ(t),PSJ(t)：








2.如权利要求1所述的对接、剪切粘结接头失效强度预测函数优化方法，其特征在于，所述步骤7中：
定义接头失效强度基于胶粘剂各官能团吸光度随老化时间的变化规律曲线预测函数P(t)：



其中
A'k(t)＝akAk(t)+bkt+ck
k代表进行胶粘剂化学测试的第k个官能团；λk、ak、bk和ck依次分别为权重、缩放、旋转和平移因子；t为老化时间；Ak(t)是特征官能团吸光度随老化时间的变化函数；A'k(t)为Ak(t)经过缩放、旋转和平移后的函数；
定义包含权重系数λk的泛函，其分子为组合后吸光度变化规律曲线与失效强度变化规律曲线的残差值平方在(0,t)区域上积分，分母为失效强度变化规律曲线的平方在(0,t)区域上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，徐千卉，那景新，慕文龙，谭伟，王广彬，冯耀，娄菲，陈宏利，孟欢，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22