第三節 膠接連接設計
膠接是復合材料結構件主要連接方法之一。膠接是由膠粘劑層（膠層）將結構零件牢固粘接在一起的不可拆卸的連接形式。膠接連接形式與破壞模式（"）膠接連接的基本形式膠接連接有：單搭接、雙搭接、楔形搭接和階梯形搭接四種基本形式。 " %& ’((的薄連接板可采用單搭接； )((左右的連接板采用雙搭接或雙面蓋板對接；
*((以上的連接板多采用楔形搭接和階梯形搭接勝（&）膠層載荷形式
膠接結構中膠層一般承受四種基本形式的載荷。其中，以膠層承受剪切時，強度最大。因此，在設計膠接連接結構時，要使膠接面（膠層）盡可能與載荷方向平行，以使膠層承受剪切載荷，發揮膠層最大承載能力。
（+）單搭接膠接連接破壞模式
在面內拉伸載荷作用下，有三種基本形式：膠層剪切破壞；膠層剝離破壞；膠接連接區外連接件拉伸（或拉彎）破壞。此外，還會發生混合破壞。具體破壞模式與膠粘劑、膠接面處理、膠接連接區幾何參數有關。
（)）層合板膠接連接形式與連接強度層合板膠接連接是膠接結構中最常采用的連接形式。層合板連接件厚度是層板膠接連接形式選擇的主要因素。
二、膠粘劑選擇
（"）結構膠粘劑
膠粘劑按其剪切應力一應變特性（—"曲線）可分為韌性膠粘劑和脆性膠粘劑，
韌性膠粘劑剪切強度雖低于脆性膠粘劑，但其 —"曲線下的面積很大，可吸收大量剪切變形能，同時極限應變大，有利于減緩膠接應力集中，均化膠層剪應力。因此，韌性膠粘劑比脆性膠粘劑具有更好的疲勞、耐久性、使用壽命長。所以，在既定工作溫度下，盡量選用韌性膠粘劑。所選的結構膠粘劑還應具有良好的耐濕 ,熱、耐環境性能。
（&）膠粘劑選擇考慮 膠粘劑的使用溫度應與膠接件的（最高）使用溫度相適應。高溫工作條件下，膠粘劑的熱膨脹系數應與膠接件相近。 膠粘劑應有良好的韌性和耐濕 ,熱、耐介質性能。 •)’•
選用固化溫度低的膠粘劑。
三、膠接連接設計一般原則
膠接連接設計總的原則是膠接連接面（膠層）不應成為結構載荷傳遞的最薄弱的環節。由于膠層很薄，一般僅 " "%&’’厚，連接剛度問題不明顯，重點是連接強度，并以此建立膠接連接設計一般原則。
"膠接設計應綜合考慮結構構形、傳遞載荷、制造工藝和維修等各項要求，確定膠接連接部位（位置），選擇合理的膠接連接形式，以使膠接傳遞的載荷在膠層主要引起剪切應力；盡可能避免膠層受到法向力作用而在低載荷下破壞，影響整個結構承載能力。
膠接強度應（略）高于或相當于膠接件的強度，而不是低于膠接件的強度。 綜合膠接靜強度、疲勞、耐久性要求和膠接 "工藝，合理選擇膠粘劑和確定膠接幾何參數（搭接長度與膠接件厚度之比）。 膠接細節設計必須考慮膠接件泊松比匹配、膠接件端部減小應力集中和剝離應力的修正。
四、膠接連接幾何參數選擇與細節設計
（）單搭接膠接
單搭接膠接連接固有存在的載荷偏心問題，附加力矩引起剝離應力，從而導致單搭接膠接在低載荷下發生破壞。改善連接層板端部應力狀況，減小剝離應力就成為單搭接膠接設計的重點。
加大搭接長度與厚度之比， () *大于 &，是減小剝離應力的主要方法。將連接層合板端部進行剛度均勻變化處理，或施加側向約束，限制單搭接膠接接頭總體轉動，則可提高膠接強度，將 +層鋪在層合板表層，提高連接層合板彎曲剛度也可提高單搭接膠接強度。
單搭接膠接應力分析，由于附加力矩影響十分復雜，請查閱有關文獻。（%）雙搭接膠接雙搭接膠接的對稱性，消除了單搭接膠接存在的載荷偏心問題，膠接強度顯著提高。雙搭接膠接強度由膠層剪切應力一應變曲線下的面積確定。因此，采用韌性膠粘劑比采用脆性膠粘劑膠接強度高，而且對環境溫度變化不敏感。
在進行雙搭接膠接強度、應力分析時將膠層非線性剪切應力 ,應變曲線理想化為彈性 ,完全塑性曲線。雖然圖示結果膠層端頭剪應力不為零（不符合邊界條件），但它給出了膠層剪應力分布的合理的近似結果，為膠層重要參數搭接長度 -確定提供
•.&•
了理論基礎。膠層在膠接件端部處剪應力最大，出現剪應力集中；沿膠接搭接長度向中間逐漸減小。韌性膠粘劑膠層在膠接件端部剪應力值達到某一數值后形成剪應力平臺，且平臺的長度隨搭接長度增加而增加，達到常值 。雙搭接長度對膠接強度的影響，所示。搭接過長 " "意義不大。 "為推薦搭接長度。
雙搭接膠接設計推薦的搭接長度 " %&’ ( （約等于 "）。增加 搭接長度的目的在于使膠層剪應力低的區域長度占一定的比例，以利于防止膠層發生蠕變斷裂破壞和低壽命疲勞破壞。建議搭接長度與連接板厚度之比 ") *也可取為 +,) -。為削弱搭接端部剝離應力，連接板端部應削尖，尖削比取 -) -,為宜。
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