针对动车信息窗粘接结构,考虑环境和载荷对粘接结构寿命的影响,提出了一种加速老化与自然老化相结合的寿命预测方法;对粘接结构影响因素进行分析,建立了加速老化的温度-动态载荷耦合循环谱,制作了铝合金对接接头,分别进行0、10、20、30循环周期的加速老化试验,定期测试接头的剩余强度和失效形式,获得粘接剂剩余强度随载荷循环次数的变化规律;提取自然老化下不同行驶里程的实车胶条,进行剩余强度测试,获得了粘接剂剩余强度随行驶里程的变化规律;采用多项式函数分别拟合载荷循环次数、行驶里程与粘接剂剩余强度衰减率的函数关系式,建立了载荷循环次数与行驶里程之间的函数关系式。研究结果表明:相比粘接接头初始强度,温度循环10、20、30周期后粘接接头的剩余强度下降幅度依次为11.6%、15.9%、20.7%,而温度-动态载荷耦合循环后强度分别下降了14.1%、18.9%、24.8%,说明动态载荷加剧了接头强度的衰减,并且均呈现先快后慢的下降趋势;温度-动态载荷耦合试验作用后,接头断面的失效形式和机理变化明显,初始时接头胶层发生老化失效,而后随着载荷循环次数的增加,接头主要失效机理由老化失效转变为疲劳失效;加速老化与自然老化下粘接剂失效强度的衰减率变化趋势基本一致,建立的载荷循环次数与行驶里程的函数关系式能够较准确地预测粘接结构的寿命,预测得到动车最大安全里程为8.34×10~6 km。

国家自然科学基金项目(51775230);

车辆工程; 动车信息窗; 粘接结构; 剩余强度; 加速老化; 自然老化; 寿命预测;

10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.06.010

U266

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