粘结界面力学行为及其表征-中国科学院力学研究所机构知识库.PDF

中国科学: 技术科学 2012 年 第42 卷 第12 期: 1361 ~ 1376 SCIENCE CHINA PRESS 自然科学基金项目进展专栏 粘结界面力学行为及其表征 ①* ① ② ③ ① ②* 许巍 , 陈力 , 张钱城 , 杨金水 , 魏悦广 , 卢天健 ① 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室, 北京 100190; ② 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室, 西安 710049; ③ 中国工程物理研究院, 绵阳 621900 * E-mail: xuwei@; tjlu@ 收稿日期: 2012-07-09; 接受日期: 2012-09-05 国家自然科学基金(批准号:、国家重大科学研究计划(批准号: 2012CB937500)和国家重点基础 研究发展计划(批准号: 2011CB610305)资助项目 摘要 胶接技术具有工艺简单、应力集中小、抗疲劳、耐腐蚀、密封性好等优点, 在机械、 关键词 建筑、电子、航空航天、医疗等诸多领域中广泛应用, 但存在粘结强度相对较弱、界面强度 粘结界面 影响因素较多等问题, 故针对粘结界面力学行为及其表征技术开展研究具有重要的学术意 破坏机理 粘结参数 义和应用价值. 本文首先介绍粘结界面的破坏机理以及影响因素的相关研究, 侧重于有关 缺陷 粘结界面强度和应力分析的理论和实验工作, 然后针对粘结层存在一定程度的尺度依赖的 现象, 总结国内外在粘结层尺度效应方面的研究现状, 最后介绍粘结界面在制备及服役期 间可能产生的各类缺陷及其对粘结构件整体力学行为的影响. 1 引言 例如可用来实现密封、绝热、导电、吸能减振等等, 因 此也促使了各种用途的专业胶黏剂的产生和发展, 胶接专指一种用胶黏剂实现连接和固持的方法, 其中应用最为广泛的胶黏剂被称为结构胶(structural 是焊接、铆接、螺栓连接等传统机械连接方法的重要 adhesive), 这类胶黏剂的特点是具有高模量和高强度, 补充, 在机械、建筑、电子、航空航天等领域均占有 能够有效的传递应力并承担结构载荷. 通过各种结 十分重要的地位[1, 2]. 与其它连接形式相比较, 胶接 构胶的使用, 可以有效的实现各种构件的结合. 通过 具有如下优点: 胶接采用的胶黏剂密度较小, 可有效 胶黏剂粘结而成的组件统称胶接接头(adhesively 地降低连接件的重量, 满足构件轻质的要求; 采用胶 bonded joint). 胶接接头不但可以实现不同材质构件 接手段时不需要在构件预留孔洞, 从而避免构件在 的结合, 还可实现不同几何形态构件的结合, 图 1(a) 使用过程中由于应力集中产生的破坏, 延长构件的 给出了板材搭接、管材套接与斜对接、型