粘接聚乙烯接头的蠕变行为与拉伸响应：单搭与双 strap 接头
应用物理
2020-06-30 v1 材料科学
摘要
为评估双 strap（DS）粘接接头相对于单搭（SL）接头这一连接构型的可行性，研究了粘接聚乙烯 DS 接头的静力学与随时间变化的行为。实验与有限元模拟均得以开展。首先，我们分别表征了胶粘剂与被粘材料的拉伸与蠕变行为，分别为环氧基胶粘剂与聚乙烯。该信息被用于建立合适的本构模型，并通过用户材料子程序 UMATs 在商用有限元软件包 ABAQUS 中实现。数值模型用于设计胶粘接头的蠕变试验。随后，开展了广泛的实验研究，表征了两种接头构型（SL 与 DS 接头）以及三个选定搭接长度值下的静力学与蠕变行为。就静力学情形而言，结果表明失效载荷随搭接长度增加而增大，在搭接长度为 39 mm 时增幅达 10%。同时，SL 接头构型表现出略优的性能。对于蠕变实验，我们表明 DS 胶粘接头构型相较于 SL 接头产生了短得多的伸长量。这些差异随搭接长度增加而减小，但在所有情况下仍相当显著。两种接头构型中，伸长量均随搭接长度减小而增大。例如，将搭接长度增至 39 mm 分别使 SL 与 DS 接头的伸长量降低了 50% 与 30%。此外，数值预测与实验吻合良好。对应力重分布进行了研究，发现剪应力对试验时间高度敏感，且 DS 接头系统的差异更为明显。
引用
@article{arxiv.2006.15972,
title = {Creep Behaviour and Tensile Response of Adhesively Bonded Polyethylene Joints: Single-Lap and Double-Strap},
author = {M. A. Saeimi Sadigh and B. Paygozar and L. F. M. da Silva and E. Martínez-Pañeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.15972},
year = {2020}
}