胶接接头强度解析分析PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 胶接技术概述 1

1.2 胶接在航空航天承载结构中的应用 2

1.3 胶接在汽车承载结构中的应用 4

1.4 胶接接头简介 10

部分专业术语 13

第2章 国内外研究进展述评 16

2.1 应力解析模型 17

2.1.1 一维杆模型 20

2.1.2 一维梁模型 21

2.1.3 准二维模型 25

2.1.4 二维模型 26

2.1.5 非线性模型 27

2.2 胶瘤和几种降低应力集中的途径 29

2.3 多模量胶接技术和刚度模型 30

2.4 胶接有限元单元 31

第3章 平衡接头应力的二维线性分析：微分方法 34

3.1 引论 34

3.2 二维线性分析模型 35

3.2.1 平衡方程 37

3.2.2 本构方程 38

3.2.3 几何方程和位移函数 38

3.2.4 控制微分方程组 40

3.2.5 边界条件方程 42

3.2.6 截面载荷和二维应力、应变的确定 42

3.3 搭接区端头载荷和考虑总体平衡关系的弯矩因子 44

3.3.1 以往弯矩因子的求解特点 44

3.3.2 考虑总体平衡关系的弯矩因子 45

3.3.3 弯矩因子kGE的精度评价 47

3.3.4 弯矩因子kGE对经典G-R解的改进 50

3.4 解析模型验证和结果分析 52

3.4.1 与G-R解、TOM解对比及数值验证 53

3.4.2 被粘物、胶层截面载荷和二维应力分布 58

3.4.3 被粘物和胶层的应变分布 61

3.5 本章小结 63

第4章 平衡接头应力的二维线性分析：变分方法 65

4.1 引论 65

4.2 二维线性分析模型 66

4.2.1 平衡方程、边界条件和搭接区应力表达式 67

4.2.2 基于最小余能原理的变分方法 70

4.2.3 截面载荷函数和二维应力的确定 74

4.3 解析模型验证和结果分析 75

4.3.1 与微分方法获得的二维理论解对比及数值验证 76

4.3.2 被粘物和胶层所受的载荷和应力 77

4.4 本章小结 78

第5章 非平衡接头应力的准二维线性分析 80

5.1 引论 80

5.2 应力分析模型和简化设计公式 80

5.2.1 平衡方程 81

5.2.2 本构方程、几何方程和位移函数 82

5.2.3 控制微分方程组 84

5.2.4 边界条件方程 86

5.2.5 待定系数的确定 87

5.2.6 胶层应力的简化设计公式 88

5.2.7 截面载荷和应力、应变的确定 89

5.3 搭接区端头载荷的确定 90

5.4 解析模型验证和结果分析 93

5.4.1 与B-C解对比及数值验证 93

5.4.2 被粘物、胶层截面载荷和应力分布 95

5.4.3 被粘物应变分布 98

5.4.4 主要参数的影响分析 98

5.5 本章小结 100

第6章 非平衡接头应力的几何非线性分析 102

6.1 引论 102

6.2 全耦合的非线性控制微分方程组 103

6.3 搭接区端头载荷的确定 108

6.3.1 非平衡接头的弯矩因子公式 109

6.3.2 弯矩因子的精度评价 110

6.4 解析模型验证和结果分析 112

6.4.1 模型验证和结果分析 112

6.4.2 几何非线性效应 113

6.5 本章小结 114

第7章 平衡接头应力的几何非线性和材料非线性分析 116

7.1 引论 116

7.2 考虑几何非线性效应的线性硬化弹塑性胶层应力分析 117

7.2.1 平衡方程和边界条件 118

7.2.2 胶层变形协调方程 118

7.2.3 考虑弹塑性胶层情况下的本构方程 120

7.2.4 全耦合的非线性控制微分方程组 121

7.2.5 弹塑性胶层应力的解析表达式 124

7.3 考虑非线性胶层材料本构关系的应力分析 128

7.3.1 用被粘物载荷表示的接头应力表达式 129

7.3.2 非线性胶层材料本构关系的数学描述 132

7.3.3 基于最小余能原理的耦合控制微分方程组 133

7.4 非线性解析模型验证和结果分析 136

7.4.1 考虑几何非线性效应的弹塑性胶层应力结果 137

7.4.2 考虑非线性胶层材料本构关系的应力结果 137

7.5 本章小结 141

第8章 多模量胶接接头应力的一维线性分析 142

8.1 引论 142

8.2 基于TOM解的多模量剪切模型——第二解析法 144

8.2.1 基本假设 144

8.2.2 多模量胶层的一维线性分析模型 144

8.2.3 边界条件方程 148

8.3 基于A-P解的多模量剪切模型——第一解析法 149

8.4 多模量胶接接头应力的弯曲模型 153

8.4.1 基本假设 153

8.4.2 多模量胶层的一维线性分析模型 153

8.5 解析模型验证和结果分析 160

8.5.1 数值验证 160

8.5.2 第一解析法和第二解析法的精度比较 163

8.5.3 多模量胶层峰值应力的关键参数分析 164

8.6 本章小结 166

第9章 多模量胶接接头刚度的解析和实验分析 168

9.1 引论 168

9.2 一维线性分析模型 169

9.2.1 基本假设 169

9.2.2 刚度解析模型的建立 169

9.2.3 接头变形和拉伸刚度公式 171

9.3 与Owens解析解及其实验结果比较 175

9.4 解析模型数值验证和结果分析 176

9.4.1 数值验证 176

9.4.2 主要参数的影响分析 177

9.5 单搭接胶接接头的拉剪实验 178

9.5.1 试件准备 179

9.5.2 拉剪实验 181

9.5.3 实验结果分析 182

9.6 本章小结 187

第10章 位移解析解在三种胶接接头单元中的结合与使用 189

10.1 引论 189

10.2 适于对称T形胶接接头的位移理论 191

10.2.1 平衡方程 192

10.2.2 胶层位移函数和几何方程 193

10.2.3 本构方程 193

10.2.4 关于被粘物位移函数的控制微分方程组 194

10.2.5 待定系数的确定 196

10.3 适于三种非对称胶接接头的位移理论 197

10.3.1 平衡方程和边界条件 198

10.3.2 胶层变形协调方程和本构方程 200

10.3.3 关于被粘物位移函数的控制微分方程组 200

10.3.4 求解胶层应力的边界条件 202

10.4 三种胶接接头简化有限元单元及其刚度矩阵 204

10.4.1 简化T形接头单元 204

10.4.2 简化L形接头单元 205

10.4.3 简化单搭接接头单元 206

10.4.4 单元刚度矩阵元素定义法 207

10.5 特定的位移边界条件 208

10.5.1 简化对称T形接头单元 208

10.5.2 简化非对称T形接头单元 209

10.5.3 简化非对称L形接头单元 210

10.5.4 简化非对称单搭接接头单元 211

10.6 胶接接头单元验证和结果分析 212

10.6.1 三种非对称胶接接头单元 212

10.6.2 与基于两种位移解析解的对称T形接头单元的比较 216

10.7 与基于标准单元库的简化有限元模型的比较 219

10.8 本章小结 222

附录A1 考虑胶层厚度的G-R解弯矩因子 224

附录A2 二维线性分析模型中的系数和符号 226

附录A3 一维非线性分析模型中的系数 231

附录A4 多模量胶接接头应力的拉伸模型 236

附录A5 多模量胶接接头应力解析解系数及特例 238

A5.1 具有七段胶接区的双模量胶接接头应力分析 238

A5.2 多模量弯曲模型解析解特例：单模量胶接接头 240

A5.3 多模量弯曲模型解析解中的系数 240

参考文献 242