电磁铆接过程数值模拟

电磁铆接是一种新型铆接工艺,铆接过程中材料的应变率高,铆钉材料的变形方式不同于普通铆接.通过电磁铆接过程的数值模拟分析影响铆接质量的因素,重点分析铆模几何构形对铆钉镦头成形的影响,为铆模优化设计提供了理论依据.数值模拟发现改变铆模倾角可以改变镦头区的应力分布,从而改变镦头区应变分布;减小铆模倾角可以减小最大剪应力,从而减小剪应变,防止镦头裂纹的产生.镦头金相组织表明数值模拟结果符合实际情况.     

铁道车辆热铆连接的有限元分析

为了进一步研究铁道车辆热铆连接过程,基于热固耦合有限元理论建立铆钉和铆接件的有限元模型,模拟热铆连接过程,并结合试验进行验证。将热铆连接变形过程分为6个阶段,分析铆钉在热铆连接过程中的受力和变形情况,并通过改变铆钉钉杆长度和镦头高度,分析不同参数对热铆连接的影响,并得到最佳热铆参数。结果表明:铆钉的最大应力集中在铆钉镦头和与铆接件边缘相接触的中心部位,最大应变集中在镦头靠近铆接件边缘的位置;钉杆长度小于一定值时,铆钉的最大应力均发生在铆钉镦头顶部和镦头与铆接件边缘相接触的中心部位,超过该值时,应力集中位置只出现在铆钉镦头顶部;铆钉的最大应力随镦头高度总体呈下降趋势。     

基于有限元分析的铆螺母铆接厚度影响研究

以某新型奥氏体不锈钢铆螺母为研究对象,基于ABAQUS、SolidWorks软件建立铆螺母铆接过程有限元仿真模型,结合有限元分析与试验研究,探究夹层厚度对铆接镦头形貌、铆螺母拉脱力、铆接连接结构拉伸性能的影响规律,分析夹层厚度对铆螺母铆接变形及铆接结构力学性能的影响机制。有限元仿真结果与试验结果一致,随夹层厚度增加,最大拔出力先增大后减小。研究结果显示：该型号铆螺母在夹层厚度为3.5 mm时,铆接结构轴向拉脱力最大,且整体连接结构拉伸性能最好。     

基于ABAQUS的斜面铆接变形的模拟分析

铆接技术被广泛应用于飞机生产制造过程,而在铆接过程中铆钉和铆接件的变形会严重影响铆接质量,从而影响产品的安全性能和疲劳寿命。针对楔形钛合金结构的铆接,用有限元软件ABAQUS模拟斜面压铆的动态过程,将斜面压铆变形过程分为4个阶段,分析了铆钉和铆接件在压铆过程中的受力和变形情况。该模拟分析为实际的斜面铆接工艺和后续研究过程提供了有效的指导。     

碳纤维增强复合材料双面埋头压铆模拟分析

铆接技术作为一种不可拆卸的连接方式,在飞机装配过程中被广泛使用，同时碳纤维增强复合材料由于自身优异的力学性能也成为了航空工业中热门。在碳纤维增强复合材料铆接的过程中,铆钉的变形会对铆接的碳纤维增强复合材料造成损伤,从而影响铆接的质量以及其使用寿命。针对这一问题，使用有限元仿真软件ABAQUS创建复合材料双面埋头压铆三维模型，通过ABAQUS子程序接口编写VUMAT用户材料自定义程序，分别取Hashin准则和Puck准则的优势作为三维失效准则，选用合理的刚度退化方式对压铆后的复合材料的渐进损伤进行分析。通过ABAQUS对复合材料压铆过程模拟，得到铆钉在压铆过程中的成形规律和复合材料层合板的主要损伤失效形式为基体的压缩和拉伸、纤维压缩以及其损伤失效的扩展方向。     

汽车车身铝合金连接构件的拉伸试验分析

铝合金板在汽车车身中有着广泛的应用,对6082-T6铝合金在3种连接工艺下的拉伸强度进行了试验研究。首先,对比了自冲铆接连接工艺(SPR)下单铆、双铆、三铆的连接强度;并进一步对比了自冲铆接(SPR)、热融自攻丝铆接(FDS)和点焊(RSW)3种连接工艺的结构件的单铆的连接强度。利用MTS810型液压万能试验机结合图像相关技术(DIC)对上述铆接形式的试件进行拉伸试验,研究3种连接形式的强度与可靠性。通过SPR连接形式下的单铆、双铆和三铆试件的试验结果对比可知:双铆试件能够充分发挥铝合金材料性能,对采用SPR铆接形式的产品的安全设计有重要意义。通过对3种连接形式的单铆对比发现:SPR连接工艺的承载能力好、可靠性高。该试验结果可以指导汽车工艺的选择和优化。     

碳纤维复合材料楔形件压铆过程的数值模拟

为了研究碳纤维复合材料楔形件压铆过程中铆钉的成型规律和复材损伤失效情况,在ABAQUS中建立了复合材料楔形件双面埋头压铆的分析模型。对ABAQUS进行二次开发,创建碳纤维复合材料的VUMAT用户子程序材料模型,材料模型采用三维Hashin失效准则作为累计损伤的判据,并使用合理的材料退化方式对损伤部位的刚度系数进行折减,来模拟复合材料的失效情况。通过有仿真模拟,得到了铆钉在压铆过程中的应力应变分布规律和材料流动趋势,以及复合材料层合板的损伤类型和损伤区域,为复合材料楔形结构铆接工艺的设计提供了一种参考依据。     

无铆和自冲铆在汽车行业中的应用

采用不同厚度板材对自冲铆铆接和无铆钉铆接进行两种连接方法试验。通过拉伸试验测定接头抗剪强度,并结合接头失效形式、接头剖面形貌对铆接接头进行综合评价分析。结果表明:板材越厚,无铆和自冲铆接头失效过程中需要吸收更多能量,因而有更高的连接刚度和抗剪强度;无铆接头常见失效形式为上下板材拉脱失效;自冲铆接头常见失效形式为板材撕裂失效和铆钉腿部拉脱失效。     

Haynes230镍基合金拉伸DSA效应和循环硬化特性研究

基于Haynes230镍基合金760℃下的拉伸和疲劳实验结果，讨论了拉伸过程中的动态应变时效(DSA)效应以及不同应变幅值下的循环硬化特性，采用ABAQUS有限元软件对拉伸和疲劳特性进行了模拟。实验结果表明，Haynes230镍基合金在760℃拉伸过程中表现出明显的DSA效应，最大应力跌幅为3.8 MPa。在单轴疲劳过程中，材料表现出明显的循环硬化现象。采用ABAQUS有限元软件和基于热激活位错运动的指数流动准则对拉伸过程中的DSA效应进行了模拟。模拟结果与实验结果吻合很好，整个拉伸过程最大应力误差仅为3.9%,最大应力跌幅为9.3 MPa。选择Chaboche混合模型进行了应变范围0.6%和0.8%下的循环硬化模拟计算，模拟得到的前100周次内峰值应力的平均误差分别为4.3%和3.4%。     

半空心铆钉自冲铆接工艺过程的数值模拟

采用DEFORM-2D软件对半空心铆钉自冲铆接工艺过程进行数值模拟,分析了铆接成形过程、应力应变和行程载荷变化趋势.采用观察铆接截面形状和行程-载荷曲线的方法,分析了凹模凸台高度和铆钉材料对铆接接头质量的影响.结果表明,在一定范围内增加凹模凸台高度,能提高铆接接头的自锁性能;适当硬度的铆钉有利于形成具有良好的力学性能的铆接接头.