摘要
穿孔损伤会显著降低铝合金板的承载能力。胶粘-铆钉混合修复方法结合了胶粘剂的连续传力能力和铆钉提供的可靠机械连接；然而，目前仍缺乏定量方法来匹配损伤大小、铆钉参数以及胶粘剂的承载能力。本研究对穿孔的2A12-T4铝合金板进行了分析。基于等强度准则和传力平衡原理，建立了胶粘层与盲铆钉之间的强度匹配关系，并提出了一种修复结构的残余强度评估方法。选择了两种典型的双组分环氧胶粘剂（Araldite-2015和Lord 320/322），这两种胶粘剂在航空航天结构连接和修复领域有应用背景。通过将这两种胶粘剂与不同承载能力的盲铆钉组合，形成了“强胶粘剂/弱铆钉”和“弱胶粘剂/强铆钉”两种配置，以研究在不同胶粘剂-铆钉强度匹配条件下的力学性能。实验采用了准静态拉伸试验、数字图像相关（DIC）测量技术以及包含内聚区模型和韧性损伤准则的有限元分析方法来研究载荷分布和失效行为。结果表明，有限元预测值与实验失效载荷之间的最大偏差为5.02%。在胶粘剂发生明显失效之前，胶粘层可承担高达67.25%的传递载荷，显示出对铆钉的有效载荷分担作用。混合修复结构的主要失效部位位于最外侧铆钉孔处的截面。所提出的残余强度模型与实验数据吻合良好，最大偏差为6.37%；由于该模型的修正系数包含经验校准部分，因此需要进一步独立验证其预测适用性。对于这六种修复配置，强度恢复率均超过74%，最大强化率达到55.49%，新提出的修复比值的最大值为0.48 kN/g。与以往主要关注连接方法比较、失效行为或单个工艺参数的研究不同，本研究建立了定量框架，将损伤大小、材料承载能力与胶粘剂-铆钉参数匹配及修复后残余强度评估联系起来。所提出的方法为全固化条件下穿孔铝合金薄板的胶粘-铆钉混合修复的设计和强度评估提供了理论和实验支持。
