本书主要介绍与复合材料胶接的相关理论基础和技术应用，针对航空航天、交通运输等领域复合材料轻量化、高性能连接的技术需求，提出超声强化复合材料胶接成形方法，论述了超声对胶层分布、界面形成、胶黏剂组织结构性能的影响、胶接工艺调控等方面的研究以及典型应用验证，总结了作者所指导团队在超声强化复合材料胶接成形技术方面的最新研究成果。
本书可作为高校复合材料与工程、高分子材料与工程、材料成型及控制工程等相关专业本科生的教学参考书，又可作为硕士和博士研究生的教材，也可作为从事复合材料胶接技术工作的科技人员的参考书。
王辉，男，1984年生，工学博士，武汉理工大学汽车工程学院副教授，博士生导师，中国汽车工程学会会员，主要从事纤维复合材料零部件成形与连接方面的工作。主持国家自然科学基金项目、博士后科学基金项目、湖北省自然科学基金项目等课题10余项，参与国家重点研发计划项目、国家自然基金重点项目和教育部创新团队等重大科研项目与平台，发表SCI等高水平论文50余篇，授权发明专利20余项，获得软件著作权2项。
第1章 引言
1.1 复合材料胶接技术 002
1.2 胶接技术基础 004
1.2.1 胶接机理 005
1.2.2 黏附力产生条件 006
1.2.3 胶接强度影响因素 007
1.2.4 胶接接头失效模式 009
1.3 复合材料胶接研究 009
1.4 超声辅助成形研究 014
1.4.1 超声振动对流体分布行为的研究 015
1.4.2 超声振动作用下流体在固体表面的附着特点研究 016
1.4.3 超声振动对胶层组织与性能的影响 018
1.5 超声振动强化胶接工艺 019
第2章 超声振动强化复合材料胶接工艺
2.1 超声强化碳纤维复合材料/铝板胶接实验平台 023
2.1.1 实验设备 023
2.1.2 实验夹具 025
2.1.3 实验环境 026
2.2 实验材料及测试方法 026
2.2.1 实验材料 026
2.2.2 实验测试 028
2.3 超声强化碳纤维复合材料/铝板胶接工艺 028
2.3.1 表面处理 030
2.3.2 配胶与涂胶 031
2.3.3 超声振动施加 032
2.3.4 胶接接头固化 033
2.4 超声强化碳纤维复合材料/铝板胶接工艺优化 034
2.4.1 超声振动各因素间的相互关系 034
2.4.2 超声振动频率优化 035
2.4.3 正交试验设计与优化 036
2.5 本章小结 042
第3章 超声作用下胶层内胶黏剂分布
3.1 超声促进胶黏剂填缝数值分析 044
3.1.1 流-固耦合 044
3.1.2 ANSYS 流-固耦合分析 045
3.2 有限元模型建立 046
3.2.1 几何建模 046
3.2.2 固体的控制方程和边界条件 047
3.2.3 流体的控制方程和边界条件 048
3.2.4 分析设置 049
3.3 超声作用下胶黏剂的流动仿真 050
3.4 超声促进胶黏剂流动与分布 054
3.4.1 胶黏剂的流动与填充 054
3.4.2 超声促进胶黏剂流动与填充 055
3.5 超声振动消除胶层气泡的数值分析 058
3.5.1 几何模型 058
3.5.2 控制方程和边界条件 059
3.5.3 超声作用下气泡与流体的运动仿真 060
3.6 超声作用下气泡的运动行为 063
3.6.1 气泡运动 063
3.6.2 示踪分析 064
3.7 胶层气孔测试 067
3.7.1 Micro-CT 检测 067
3.7.2 胶层破坏模式 069
3.8 本章小结 069
第4章 超声作用下胶接界面的机械嵌合
4.1 超声强化胶接界面机械嵌合实验方法 072
4.1.1 胶接接头及夹具 072
4.1.2 激光处理碳纤维复合材料板超声强化胶接 073
4.1.3 碳纤维复合材料板的激光表面处理 075
4.2 超声强化胶接界面机械嵌合结果与分析 083
4.3 超声作用对毛细渗透的影响 089
4.3.1 毛细效应及超声毛细实验 089
4.3.2 超声作用下的毛细上升 090
4.3.3 声压及超声驱动力 093
4.4 超声作用对黏度及润湿性的影响. 097
4.4.1 超声作用下胶黏剂黏度变化 097
4.4.2 超声作用下胶黏剂在碳纤维复合材料板上的润湿 103
4.4.3 超声作用下复合材料板表面自由能变化 107
4.5 本章小结 109
第5章 超声作用下胶接界面的化学键合
5.1 胶接材料化学成分 112
5.2 胶接界面化学键合表征方法 113
5.2.1 X 射线光电子能谱分析 114
5.2.2 傅里叶变换红外光谱分析 115
5.2.3 场发射扫描电子显微镜分析 117
5.2.4 能量色散X 射线光谱分析 117
5.3 超声振动作用下胶接界面化学键合 118
5.3.1 XPS 制样 119
5.3.2 超声作用下胶接界面化学键合 119
5.3.3 超声促进化学反应机理分析 122
5.4 超声作用下接枝表面胶接化学键合 124
5.4.1 偶联剂接枝表面处理工艺 124
5.4.2 试样胶接 124
5.4.3 测试制样 127
5.4.4 接枝表面化学元素及基团变化 128
5.4.5 接枝界面形貌 130
5.4.6 超声促进接枝界面化学反应及机理 131
5.5 本章小结 135
第6章 超声振动对胶层固化与性能的影响
6.1 超声振动辅助胶黏剂固化动力学行为 137
6.1.1 超声固化与常规固化对比 137
6.1.2 固化动力学基础 141
6.1.3 常规固化动力学 142
6.1.4 超声振动辅助胶黏剂固化动力学 148
6.2 超声振动对胶黏剂热机械性能的影响 150
6.2.1 制样 150
6.2.2 热重分析 151
6.2.3 固化特性分析 152
6.2.4 动态热机械分析 153
6.2.5 拉伸强度分析 155
6.3 超声加速胶黏剂固化机理 156
6.3.1 超声振动辅助固化的热效应 157
6.3.2 超声促进混合 158
6.3.3 超声振动辅助固化的化学效应. 160
6.4 本章小结 167
第7章 超声振动强化胶接工艺的应用
7.1 碳纤维复合材料/铝板胶接 169
7.1.1 铝合金板的阳极氧化预处理 169
7.1.2 阳极氧化接头超声强化胶接实验 176
7.1.3 工艺验证与机理分析 178
7.2 FSAE 赛车碳纤维复合材料悬架管胶接 181
7.2.1 胶接接头设计 182
7.2.2 实验夹具及工艺方法 187
7.2.3 超声振动强化胶接工艺优化 189
7.2.4 超声振动强化碳纤维复合材料悬架胶接 193
7.3 碳纤维复合材料桨叶前缘金属包边胶接 195
7.3.1 超声振压注胶胶接 196
7.3.2 桨叶包边超声振压注胶胶接成形试验 197
7.4 本章小结 199
参考文献
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