铝管接头力学特性研究

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为了实现汽车轻量化，节能减排，目前 已经有很多研究工作者对汽车使用材料进行了研究。轻质材料镁、铝以及镁铝合金被广泛的应用到汽车零部件上，应用多种材料的汽车可以同时达到质量和造价的优化。目前异种材料之间的连接是行业内重要的-个问题。传统的连接方式熔接、焊接、铆接、栓接等在-些诚已经不能满足实际的需要 ，而随着粘接技术的发展，胶接可以克服传统连接方法的缺点有效地替换掉传统连接工艺，并显示出更多的优点。

迄今为止 ，许多专家学者对胶接方式进行了研究，1944年 GOLANDHE和REISSNER针对单搭接头建立了经典的弹性模型来分析两端应力集中情况，1973年 HAPRTSMITH。

LJ 采用双线模型对应力分布进行了分析，但是这些模型只适用于具有相同几何尺寸和力学性能的被粘材料。

夏美玲等人3 等研究发现接头的强度性能撒于多种设计因素如粘胶自身力学性能、被粘物特性、胶层厚度、搭接尺寸等。程起有等人 使用有限元方法对复合材料层合板基金项 目：中央高校基本科研业务费专项资金项目(TD2011-26)收稿日期：2012-10-10 修回日期：2012-11-O2. . . - - 424 .---胶接修理进行了粘弹性分析 ，并发现粘弹性分析要比弹性分析更为准确。李龙等人 使用有限元方法对刚度不平衡的单搭胶接接头剪切强度进行了分析，得到温度对接头强度影响很大，同时接头之间尽量选择刚度接近的材料，否者会增加胶层断裂的危险。李刚等人 对钢板和铝合金胶接接头力学性能进行了分析，发现刚度小的-侧应力较大，实际生产中应当保证两种接头厚度要尽量匹配，这样才能获得较高的接头强度。

上述几位学者均采用有限元分析方法对胶层使用 solid单元进行建模 ，从他们的研究方法可以判断这些结论只适合应用到结构简单的模型当中；对复杂机械结构进行分析时，接头胶层较窄，采用Solid单元建模，就会导致所建模型的复杂程度增大，计算成本成倍增加，工程应用方面该方法不易采用，所以需要寻找相近的连接方式替换 Solid单元，要求新连接方式接头的力学性能不会改变且可以有效的节约计算时间。

为解决传统建模方法所存在的复杂程度大、计算成本高的问题 ，本文采用-种新的连接方式对接头进行建模分析从而替代 Solid单元，实现在不改变接头的力学性能的条件下 ，达到有效地节约计算时间，简化模型的目的。首先，采用试