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本文采用数值模拟方法,以提高接头的承载能力,减小接头端部的应力集中,优化接头的受力分布为主要目的,研究了端部含镶嵌块的单搭接接头在静载和动态载荷下的应力分布,得出了如下的主要结论:
1)当镶嵌块长度为 3mm 时,接头端部和搭接区的应力值都居于镶嵌块为 2mm和4mm之间,接头的受力更加均匀化。低弹性模量引起的剪应力集中程度大于高弹性模量。当胶瘤的入射角度越小时,接头端部的应力集中越低,反之,越高。胶瘤的存在有利于降低胶层端部和镶嵌块x=3mm界面处时峰值应力,圆形胶瘤比三角形胶瘤在胶层端部和镶嵌块x=3mm界面处的峰值应力要低,全高胶瘤比半高胶瘤的峰值应力要低。低弹性模量胶瘤使胶层端部的剪应力峰值和搭接区胶层中间的应力明显上升。
2)端部的镶嵌块能有效的减小接头胶层的应力集中,而提高接头承受轴向冲击载荷能力。不同镶嵌块长度下,当镶嵌块长度为 3mm,胶层的等效应力最低,整个接头受力更加均匀。低弹性模量胶粘剂由于刚度低,接头在瞬时拉伸冲击载荷的作用下时,搭接区的接头已经发生了较大变化。保持终止载荷大小不变,不同加载时间下,胶层的等效应力几乎没有变化,加载时间的长短并不影响接头的强度,只与应力上升的速率有关。胶层在恒定冲击载荷下,应力出现波动,胶层容易发生破坏。胶层在多次循环下,胶层的峰值应力可能由于胶层内部分子移动受阻而在局部地方堵塞集中,引起胶层局部地方应力集中,胶层峰值增加;也可能胶层应力得到有效的释放,胶层内部分子在局部地方的堵塞和集中消失,应力集中得到消除,应力出现下降。