Effects of sheet thickness and material on the mechanical properties of flat clinched joint

Frontiers of Mechanical Engineering - The flat clinching process is attracting a growing attention in the joining field of lightweight materials because it avoids the geometric protrusion that...     

钛合金薄板不同连接方法的拉剪和疲劳性能

以钛合金板材为对象进行压印连接、自冲铆接和电阻点焊连接,对这三种接头进行拉-拉疲劳试验,比较其疲劳性能.结果表明,电阻点焊接头的静力学性能远高于另外两种接头.压印接头和自冲铆接头的疲劳性能较好,其中在长寿命循环时压印接头的疲劳性能更有优势.以200万次为疲劳极限时,三种接头可承受疲劳载荷顺序为压印接头最高,自冲铆接头其次,点焊接头最低.分析是由于点焊接头的热影响区性能差,残余应力叠加等原因造成.而压印和自冲铆接头内部存在板材间隙等,在疲劳加载过程中存在相对滑动和一定的形变量,起到缓解应力集中的作用,因此接头的疲劳性能较好.     

轻质合金无铆塑性连接方式及其关键技术的探讨

为了实现车身的轻量化,很多轻质材料如铝合金、镁合金等得到了广泛应用.无铆塑性连接在轻质材料的连接上具有巨大优势.无铆塑性连接利用板材的塑性变形产生机械锁而实现连接,可以应用于连接表面有镀层和不可焊接的板材.首先介绍了板材无铆连接方式及其机制,将其成形过程分为3个阶段.介绍了无铆连接的优点,并对无铆连接、锁铆连接和点焊等连接方式进行了对比.分析了轻质合金板材无铆连接的关键技术.无铆连接的关键技术包括模具几何形状参数、机械锁结构参数、被连接材料板材表面状况、塑性变形程度的大小及对失效模式的影响等.     

钢铝板材压力连接模具几何参数多目标优化

为解决钢铝混合车身中钢和铝异种材料间的连接问题,对无铆钉自冲铆连接钢铝异种材料的可行性进行了实验研究和仿真分析.在实验验证的基础上,为得到连接接头处的最优机械性能,以接头颈厚值和自锁值为评价指标,综合运用实验设计、统计分析、代理模型构造响应面以及遗传算法对钢铝压力连接模具几何参数进行多目标优化,得到了接头颈厚值和自锁值...     

旋压无铆铆接和普通无铆铆接数值模拟对比分析研究

运用DEFORM-3D有限元软件,对旋压无铆铆接过程进行数值模拟,并和传统无铆铆接技术对比分析,通过数值模拟得到两者的成形载荷曲线以及铆接成形截面和应力分布规律;模拟研究结果表明旋压无铆铆接载荷约为传统无铆铆接载荷的50%;旋压无铆铆接互锁厚度大于传统无铆铆接互锁厚度。     

基于Kriging模型的钢铝异质板料无铆钉铆接结构工艺参数优化

针对钢铝异质板料无铆钉铆接成形接头力学性能差的问题,对铆接过程的结构工艺参数优化开展研究.以提高接头的最大抗拉力和抗剪力为目标,首先,建立了无铆钉铆接成形过程数值仿真模型,通过对比接头截面关键尺寸,验证了数值模型的可靠性;其次,对主要结构工艺参数进行拉丁超立方抽样试验,获取代表性样本点集及其数值仿真结果;随后,利用Kr...     

板料连接技术进展

介绍板料连接技术进展。主要介绍半空心铆钉自冲铆接、实心铆钉自冲铆接、无模铆冲连接、有模铆冲连接、液压铆接等技术的工作原理，比较各种连接技术的优、缺点。     

轻量化薄板无铆钉铆接的力学性能及接头断裂机理

轻量化作为汽车节能减排的重要手段,得到世界各国的高度重视。目前车身大都采用多材料混用,而异质材料用传统电阻点焊难以形成可靠连接。无铆钉铆接技术是一种冷成形连接工艺,避免了接头热输入问题,通过材料的机械自锁作用形成有效接头。文章通过控制铆接行程,凸凹模直径等参数对不同材料匹配的铆接试样进行拉剪实验。结合成形过程中力-位移曲线,研究无铆钉铆接接头的力学性能及断裂机理。研究发现,拉剪过程中铆接试样出现三种断裂模式,即上层板铆钉压溃,界面断裂和下层板铆钉塑性变形。其中,发生下层板铆钉塑性变形断裂模式的试样表现出更高的拉剪强度和较好的吸能效果。对于界面断裂、上层板接头颈部发生开裂,接头拉剪强度取决于上层板侧壁厚度。     

基于试验和数值模拟的铝合金压印连接研究

对压印连接的工艺过程和接头性能进行了研究.对铝合金板进行了压印连接,对压印接头进行了微观组织分析、拉伸—剪切试验和疲劳试验.建立了铝合金板压印连接过程的有限元模型,并由模拟连接过程得到接头截面的2D模型.然后由2D模型形成压印接头的3D模型,并采用3D模型进行拉伸—剪切试验和疲劳试验过程的模拟和分析.试验和模拟结果表明:压印连接过程中材料的强度值提高;压印接头的疲劳性能较好,疲劳极限约为接头最大拉剪强度的70％.     

双层板材平底无铆塑性连接的抗拉强度预测模型

平底无铆塑性连接铆接头的抗拉强度只能通过大量破坏性试验获得,且强度检测成本高、周期较长。重点分析铆接头在拉伸过程中的颈部断裂失效、拉脱失效及混合失效三种失效形式及成因;建立平底无铆塑性连接过程的数值模型,获得铆接头的剖面几何参数,通过铆接头的剖面观测试验验证数值模拟的精确性;借鉴管材拉拔过程中的主应力法,基于铆接头的剖面几何参数建立平底无铆塑性连接抗拉强度预测模型;进一步通过铆接头强度检测试验验证了抗拉强度预测模型的正确性,深入分析底厚值对抗拉强度的影响规律。结果表明,铆接头抗拉强度预测值与试验值最大误差为14.8%,其主要误差来源于铆接头加工硬化系数、摩擦因数、底厚值等参数;铆接头抗拉强度随着底厚值的减小呈递增趋势,当底厚值为0.50 mm时,Al5052-Al5052的抗拉强度最大,铆接头发生混合失效。建立一种高效、低成本的铆接头成形质量评价方式,对平底无铆塑性连接铆接头的几何参数优化具有指导意义。