×

基于四参数分数粘弹性模型的功能梯度胶接单搭接接头的应力分析。 (英语) 兹比尔1517.74064

小结:本文对功能梯度粘结剂单向阶梯搭接接头在张力作用下的粘弹性应力进行了分析。该分析基于四参数分数粘弹性模型,考虑了粘合层中的剪切、剥离和轴向应力分量。假设粘结剂层表现出线性粘弹性行为,该行为使用分数齐纳模型进行建模。被粘物由功能梯度材料制成{Al_2O}_3\)-Ni和使用Timoshenko梁理论进行建模。根据拉普拉斯域中的内力和力矩,使用粘合层和被粘物的结构、平衡和相容方程,导出了关节的控制微分方程。同时求解控制方程,并通过数值逆拉普拉斯方法将其从拉普拉斯域转换到时域。将计算结果与ANSYS Workbench有限元计算结果进行了比较,结果吻合良好。结果表明,与剥离应力和剪切应力相比,粘结层中的轴向应力显著,必须在研究中加以考虑。此外,在重叠区域的两侧,沿粘合层厚度的应力变化显著。

MSC公司:

74K30型 交叉点
74D05型 记忆材料的线性本构方程
74E05型 固体力学中的不均匀性
74系列40 分数阶微积分在固体力学中的应用
74S99型 固体力学中的数值方法和其他方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 蔡明扬。;奥普林格,D.W。;Morton,J.,《粘合搭接接头的改进理论解》,J.Solids Structure,35,12,1163-1185(1998)·Zbl 0935.74048号
[2] Almitani,K.H。;Othman,R.,粘弹性胶接单搭接和双搭接接头谐波响应的分析解,国际粘附杂志。,71, 55-65 (2016), 2016/12/01/
[3] 阿米迪,S。;Wang,J.,双搭接胶接接头界面应力的分析模型,J.Adhes。,95, 11, 1-25 (2018)
[4] 阿米迪,S。;王杰,功能梯度粘结剂胶接单搭接接头的三参数粘弹性地基模型,工程结构。,170, 118-134 (2018), 2018/09/01/
[5] 阿帕拉克,M.K。;Gunes,R.,《粘合功能梯度单搭接接头中的热残余应力》,J.Adhes。科学。技术。,20, 12, 1295-1320 (2006), 2006/01/01
[6] Baldan,A.,《金属合金、聚合物和复合材料中的粘合接头:机械和环境耐久性性能评论》,《材料科学杂志》,39,15,4729-4797(2004)
[7] 卞志刚。;Lim,C.W。;陈伟强,关于集成表面压电层的功能梯度梁,合成。结构。,72, 3, 339-351 (2006), 2006/03/01/
[8] Biscaia,H.C.,通过指数软化定律模拟热荷载下粘结接头响应的闭合解,Mech。材料。,148,第103527条pp.(2020),2020年9月1日/
[9] Brenner,R.,《非均质材料中可实现的有效分数粘弹性》,Mech。Res.Commun.公司。,97, 22-25 (2019), 2019/04/01/
[10] 布林森,H.F。;Brinson,L.C.,《聚合物工程科学与粘弹性》,446(2008),休斯顿大学,阿什维尔大学名誉教授:休斯顿大学名誉教授,纽约州阿什维尔
[11] 陈,F。;乔,P.,《关于板梁胶接接头的层内和层间应力分析》,《国际胶粘剂杂志》。,36, 44-55 (2012), 2012/07/01/
[12] Di Paola,M。;阿洛塔,G。;A.伯伦。;Failla,G.,非线性变阶分数粘弹性的新方法,Phil.Trans。数学。物理学。工程科学。,3782172,第20190296条pp.(2020)·Zbl 1462.74031号
[13] Di Paola,M。;Reddy,J.N。;Ruocco,E.,《分数阶微积分在粘弹性Reddy梁公式中的应用》,麦加尼卡,55,6,1365-1378(2020),2020年6月1日·Zbl 07704081号
[14] 杜,Y。;刘,Y。;周凤,一种改进的四参数模型在板梁粘结层应力分析中的应用,国际粘附杂志。,91, 1-11 (2019), 2019/06/01/
[15] Fang,C.,分数微积分方法在固体推进剂粘弹性行为中的应用,Phil.Trans。数学。物理学。工程科学。,3782172,第20190291条,第(2020)页·Zbl 1462.74171号
[16] Gemant,A.,《分析弹粘体实验结果的方法》,《物理学》,第7、8、311-317页(1936年)
[17] 杰曼特,A.,XLV。关于分数微分,伦敦、爱丁堡和都柏林哲学杂志和科学杂志,25,168,540-549(1938),1938/03/01
[18] Gemant,A.,摩擦现象。VIII、 J.应用。物理。,13, 4, 210-221 (1942)
[19] Gemant,A.,《摩擦现象》(1950),化学出版物。公司:化学出版物。纽约布鲁克林公司
[20] Gritsenko,D。;Paoli,R.,圆管中分数粘弹性流动的理论分析:一般解,应用。科学。,10, 24, 9093 (2020)
[21] 几内亚,W.E。;王杰,功能梯度粘结剂胶接单搭接接头的理论模型,工程结构。,124, 316-332 (2016), 2016/10/01/
[22] 枪,R。;阿帕拉克,M.K。;Yildirim,M.,《功能梯度胶接单搭接接头的自由振动分析和优化设计》,国际力学杂志。科学。,49, 4, 479-499 (2007), 2007/04/01/
[23] Haddad Soleymani,S。;Shishesaz,M。;Mosalmani,R.,在Reddy模型下具有功能梯度粘结剂的平衡和非平衡胶接单搭接接头中应力分布的粘弹性分析,J.Compute。申请。机械。,50, 2, 341-357 (2019)
[24] 她,S.-C.,粘合搭接接头的应力分析,Compos。结构。,47, 673-678 (1999)
[25] 蒋伟(Jiang,W.)。;乔,P.,考虑泊松效应对胶接接头应力分析的改进四参数模型,工程结构。,88, 203-215 (2015), 2015/04/01/
[26] Kemal Apalak,M。;Gunes,R.,具有功能梯度被粘物的粘合单搭接接头的弹性弯曲行为,Mater。设计。,28, 5, 1597-1617 (2007), 2007/01/01/
[27] 库马尔,S。;Tampi,S.,《机械和热载荷下单搭接复合胶接接头的建模》,J.Adhes。科学。技术。,30, 7, 759-783 (2016), 2016/04/02
[28] Lagos-Varas,M.,《利用分数流变学模拟沥青混合料粘弹性的力学行为研究》,结构。生成。材料。,200, 124-134 (2019), 2019/03/10/
[29] Li,X.-F.,分析功能梯度Timoshenko和Euler-Bernoulli梁静态和动态行为的统一方法,J.Sound Vib。,318, 1210-1229 (2008)
[30] 刘,M。;Dawood,M.,《使用延性粘合剂的外部粘结板加固钢梁中界面应力和应变的闭合解》,《工程结构》。,154,66-77(2018),2018年1月1日/
[31] 罗格曼,E。;巴赫蒂亚里·内贾德,F。;Kamali E,A。;阿巴斯扎德,M。;Amabili,M.,分数粘弹性微梁的非线性振动,国际非线性力学杂志。,137,第103811条,第(2021)页,2021/12/01/
[32] 马,G。;吴杰。;袁,H.,动态载荷下具有相似和不同被粘物的单搭接胶接接头的界面剪切应力分析,国际粘附杂志。,111,第102953条pp.(2021),2021/12/01/
[33] Mainardi,F.,《线性粘弹性分数微积分的历史观点》,分数微积分与应用分析,第15、4页(2012年)·Zbl 1314.74005号
[34] 孟,R。;尹,D。;Drapaca,C.S.,聚合物粘弹性行为的变阶分数阶本构模型,国际非线性力学杂志。,113171-177(2019),2019/07/01/
[35] 孟,R。;尹,D。;Drapaca,C.S.,非晶玻璃聚合物压缩变形的变阶分数描述,计算力学,期刊文章,64,1,163-171(2019),7月1日·Zbl 1467.74018号
[36] Nutting,P.G.,《变形的新一般规律》,J.Franklin Inst.,191,5,679-685(1921),1921/05/01/
[37] I.U.奥贾尔沃。;Eidinoff,H.L.,《粘结厚度对单搭接胶接接头应力的影响》,AIAA J.,16,3,204-211(1978)
[38] Paroissien,E。;达席尔瓦,L.F.M。;Lachaud,F.,功能梯度单搭接接头在热载荷和机械载荷联合作用下的简化应力分析,Compos。结构。,203, 85-100 (2018), 2018/11/01/
[39] 乔·P。;王杰,裂纹尖端可变形双材料界面的力学与断裂,国际固体结构杂志。,22, 41, 7423-7444 (2004) ·Zbl 1124.74323号
[40] Reddy,J.N.,《功能梯度板的分析》,国际数值杂志。方法工程,47,1-3,663-684(2000)·Zbl 0970.74041号
[41] Reza,A。;Shishesaz,M.,粘弹性对复合材料被粘物内部断裂的粘合单搭接接头应力分布的影响,Mech。时间相关材料。,22, 3, 27 (2018)
[42] Reza,A。;Shishesaz,M。;Naderan-Tahan,K.,《粘弹性对双搭接胶接接头蠕变行为的影响》,《拉丁美洲固体杂志》。结构。,2014年11月35-50日
[43] Sahraoui,S。;Zekri,N.,《关于粘弹性泡沫的分数模型》,Mech。Res.Commun.公司。,96, 62-66 (2019), 2019/03/01/
[44] 萨利赫,M.N。;Saeedifar,M。;Zarouchas博士。;De Freitas,S.T.,用厚粘合剂粘合的双材料双搭接接头的应力分析,国际粘附杂志。,97,第102480条pp.(2020),2020年3月1日/
[45] Shishesaz,M。;Hosseini,M.,《接头几何形状和材料对粘结复合材料接头的应力分布、强度和失效的影响:概述》,J.Adhes。,96, 12, 1-69 (2018)
[46] Shishesaz,M。;Reza,A.,聚合物粘合剂的粘弹性对单搭接接头中剪切应力分布的影响,J.Adhes。,89, 11, 859-880 (2013), 2013/11/02
[47] Shishesaz,M。;Reza,A.,《胶粘剂的粘弹性对使用分析方法的双搭接接头中剪切应力分布的影响》,J.Adhes。科学。技术。,27, 20, 2233-2250 (2013), 2013/10/01
[48] Suhir,E.,《双金属恒温器中的应力》,J.Appl。机械。,53, 3, 657-660 (1986)
[49] 瓦伦特,J.P.A。;坎皮略,R.D.S.G。;马奎斯,E.A.S。;马查多,J.J.M。;da Silva,L.F.M.,通过粘结区建模进行拉伸冲击载荷下的粘结接头分析,Compos。结构。,222,第110894条pp.(2019),2019/08/15/
[50] 韦伊斯塔巴尔,M。;Reza,A。;Shekari,Y.,基于四参数粘弹性模型的改进框架,用于粘接单步进搭接接头的应力分析,Mech。高级主管。结构。,1-22 (2022)
[51] Wang,Y.,使用光纤布拉格光栅传感器测量聚合物材料固化过程相关机械和热性能的集成测量技术,(哲学博士、机械工程论文和学位论文UMD论文(2009),马里兰州大学:马里兰州大学帕克分校,马里兰州),马里兰大学数字仓库
[52] Wang,J。;乔,P.,两个剪切变形弹性层之间的界面裂纹,J.Mech。物理学。固体。,52, 4, 891-905 (2004), 2004/04/01/ ·Zbl 1106.74403号
[53] Wang,J。;乔,P.,《II型断裂端缺口弯曲试样的新型梁分析》,《工程断裂》。机械。,71, 2, 219-231 (2004), 2004/01/01/
[54] Wang,J。;Zhang,C.,三参数,粘结接头分析的弹性基础模型,国际粘附杂志。,29,5495-502(2009年),2009/07/01/
[55] 王,S。;郭,Q。;Xie,Z.,谐波载荷下双搭接接头界面应力的扩展分析模型,国际粘附杂志。,91, 23-35 (2019), 2019/06/01/
[56] Wu,J.,胶接接头的力学行为,包括胶粘剂在三角脉冲载荷和谐波载荷下的粘弹性,Compos。结构。,272,第114220条pp.(2021),2021/09/15/
[57] 张,C。;Wang,J.,FRP加固钢筋混凝土梁的粘弹性分析,复合材料。结构。,93, 12, 3200-3208 (2011), 2011/11/01/
[58] 张,C。;Wang,J.,使用三参数粘弹性地基模型FRP加固钢筋混凝土梁的界面应力重分布,Compos。B工程,43,8,3009-3019(2012),2012/12/01/
[59] 赵,B。;Lu,Z.-H.,单搭接胶接接头的二维方法,机械。高级主管。结构。,16, 2, 130-159 (2009), 2009/02/23
[60] 赵,B。;卢,Z.-H。;Lu,Y.-N.,考虑被粘物变形和粘结厚度的不平衡粘性单搭接接头中弹性应力-应变分析的闭式解,Int.J.Adhesion。,31, 6, 434-445 (2011)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。