北航飞行器制造专业实验报告
②涂抹胶的厚度及均匀度。给试件涂胶时,如果胶的厚度没有达到要求,或者不均匀造成应力集中,也会影响胶接的效果。
③拉伸机的影响。缓慢加载类似于静载,而快速加载类似于冲击,可以瞬间达到很大的值,这也会影响最后的数据。
七、
在过去的几年大学学习生活中,我们已经做过好多、写了好多报告,像基础物理实验、材料力学等。每个实验都是一个工程,认真对待就会收获很多,而在这次的专业综合实验报告的撰写过程中,我更体会到了在平时所没有感受东西。在之前,我收获的不仅是实验方法与经验,更多以实验为载体而向们传达科学研究思想、方法和一丝不苟的严谨作风。专业综合实验性很强,需要的自主能力也很强,但这也意味着更高的调整要求。
三、
1、LJ—5000A型拉力试验机一台;
2、天平一台;
3、胶水、 、 等化学试剂若干;
4、试件两片;
5、其他工具。
四、
5.
1)启动Femap软软件,如图1。
图1
2)修改参数:选择工具->参数,将合并公差项改为“指定”,填入数值 ,如图2。
3)新建三个层:分别命名为Glue、Plate1和Plate2,并激活Glue层,如图3.
图15
图16
图17
图18
图19
图20
图21
8)建立板2模型:和建立板1模型类似。
9)合并重合的实体:如图22,选择工具—>检查—>重合节点,勾选“合并重合的实体”,如图23。
图22
图23
10)建立约束:选择模型—>约束—>曲线上,选中一块板的一端线,选择“标准类型”为“固定”,如图24、图25所示。
图24
图25
11)建立载荷:选择模型—>载荷—>曲线上,选中一块板的另一端线,修改“FX”为1000,如图26、图27所示。
图26
图27
1)模型分析。
6.
1)试件处理
表格2所示为胶接前试件处理的一般步骤,在本次实验中,我们只进行了前面三步,即丙酮脱脂、 ,去除了试件表面油性物质和氧化膜,使胶接效果更好。
7)设置曲面网格:如图15选择网格控制—>曲面上的网格大小,弹出如图16的对话框,选中刚才建立的曲面,单击“确定”弹出如图17所示的对话框,修改单元大小为0.0002,单击确定。再选择网格控制—>曲面,选中刚才的曲面,定义材料,如图20所示,修改“杨氏模量,E”为7.2e10,修改“泊松比”为0.33。选择“单元/属性类型”为板,如图21所示。
图6
图7
图8
图9
图10
6)建立板1模型:激活层Plate1,选择几何体—>曲面—>拉伸,如图11、图12所示。在弹出的对话框中,选中刚在建立的胶层模型的右侧面的下边线,单击“确定”,再在弹出的对话框中修改“顶点(T)X”一栏的值为-0.03。单击“确定”,如图13、图14所示。
图11
图12
图13
图14
混合搭接
4.
Femap以Parasolid为内核,具有近20年专注于有限元建模领域的工程经验,有助于用户将复杂的模型建模简单化,其基于Windows的特性为用户提供了强大的功能,且易学易用!Femap产品被广泛地应用于多种工程产品系统及过程之中,例如:卫星、航空器、重型起重机、高真空密封器等。Femap提供了从高级梁建模、中面提取、六面体网格划分,到功能卓越的CAD输入和简化的工具。
10~15
8
烘干
60~70
30
9
(涂胶)
立即~三天
将混合好的胶涂抹于试件处理过的一侧,对其、压紧,放置24小时以上,如图28所示。
图28
3)胶水固化
等到24小时以后,取出试件,如图29所示。
图29
5)测胶接的抗拉力
将已经粘连在一起的两试件放置LJ-5000A型拉力试验机上,进行拉伸破坏试验,如图30所示,破坏后的试件如图31所示。
二、
1.
机械嵌合理论。机械嵌合理论认为胶粘剂必须渗入被粘物表面的孔隙内,并排除其吸附的空气,才能产生良好的吸附作用。
吸附理论。吸附理论认为粘附是由两材料间分子接触,产生了界面力所引起的。
化学键理论。化学键理论认为胶接主要是由化学键力的作用而形成。
扩散理论。扩散理论认为胶接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子的扩散而形成的。
②内聚破坏此时接头的破坏强度主要取决于胶黏剂的内聚强度,但胶黏剂强度和胶黏剂本体浇铸料的破坏强度不完全相同。
③界面破坏此时破坏强度与胶黏剂和被粘物表面层强度有关,也与胶黏剂和被粘物之间的“黏附强度”有关。
④混合破坏接头各部分强度相近时发生。
表格1胶接的主要形式
胶接方式
结构形式
单搭接
双搭接
斜接
斜搭接
双斜接
2)试件涂胶
实验所用的胶为航空专用胶,其运用于飞机制造中的某些零部件的连接,该胶有两种成分,使用前现将其混合,发生化学反应,故连接效果好。
表格2
序号
工序内容
配方
规范
电压(V)
温度(℃)
时间(分)
1
脱脂
丙酮
2
碱洗
1~2
3
漂洗
自来水
5~10
4
酸蚀1~2ຫໍສະໝຸດ 5漂洗自来水
5~10
6
阳极化
22~25
20
7
漂洗
自来水
图35
5)胶层内的密塞斯应力沿X轴的变化,如图36。
胶层内的密塞斯应力沿X轴的变化
图36
8.
序号
1
2
3
4
5
6
7
力/KN
285
285
265
278
262
270
252
六、
每个人做的胶层破坏力不一样,有的相差比较大,其原因有下:
①试件表面处理的效果不同。试件表面质量直接影响到胶接的效果,好的粘贴表面应该是没有油污,没有氧化膜的,如果在表面处理时,时间不充足或者操作不得当,均会给试件的表面处理带来影响。
八、
【1】范玉清.现代飞机制造技术.2001年北京航空航天大学出版社。
【2】罗旭、赵明宇.Femap & NX Nastran基础及高级应用.2009年清华大学出版社。
【3】夏文干等.胶接手册.1989年国防工业出版社。
4)立胶层模型:选择几何体—>体—>体素,输入X:0.015,Y:0.02,Z:0.0001,点击确定,建立胶层,如图4、图5。
图2
图3
图4
图5
5)创建网格:选择网格—>网格控制—>体上的大小,如图6所示,在弹出的对话框中,单击选择刚建立的胶层体素,单击“确定”,如图7所示,弹出如图8所示对话框,选中“六面体划分网格”,修改单元大小为0.0002。再选择网格—>几何体—>六面体网格,如图9所示弹出对话框。
一、
胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的技术,具有应力分胶粘剂布连续,重量轻,或密封,多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接技术作为四中飞机装配连接技术(铆接、螺接、焊接和胶接)之一,在飞机制造中有广泛的应用。相对于其他三种连接技术,胶接具有不削弱基体材料、受力分布比较均匀、减轻结构重量、提高疲劳强度、良好的密封性等诸多优点。因此,全面深入了解胶接原理,掌握胶接性能就显得尤为重要。
图30
图31
五、
7.
1)板内沿X轴方向的正应力的变换,如图32.
板内沿X轴方向的正应力的变换
图32
2)板内的挠度沿X轴变化,如图33。
板内的挠度沿X轴变化
图33
3)胶层内的Z方向的应力沿X轴变化,如图34。
胶层内的Z方向的应力沿X轴变化
图34
4)胶层内的X—Z剪力沿X轴的变化,如图35。
胶层内的X—Z剪力沿X轴的变化
静电理论。静电理论认为由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电层而产生了静电引力,即相互分离的阻力,因而形成了胶接。
2.
胶接的形式主要有单搭接、双搭接、斜接、斜搭接、双斜接和混合搭接几种示意图见表1.
3.
①被粘物破坏此时,由于应力在接头的邻近处最为集中,故一般破坏在该处发生,但此时的破坏强度和原被粘物材料本身的强度并不完全相同。