压印接头强度的有限元模型及理论计算方法

建立了压印接头拉剪强度模型并提出接头强度的理论计算方法。建立了压印连接成形的二维模型,模拟压印成型过程并分析金属流动规律,模拟结果与试验结果一致。由压印连接过程的模拟结果得到压印接头的三维模型,由此三维模型模拟接头的拉剪过程,得到接头的载荷-位移曲线和失效形式,模拟结果与试验结果一致,求解误差为3.4%。根据压印接头拉剪的两种失效形式(颈部断裂失效和上下板分离失效),提出了压印接头的理论计算公式。并由12种压印接头对计算公式进行验证,求解结果与试验结果吻合,最大强度误差为8.9%。     

航空铝合金自冲铆接接头微观失效研究

采用自冲铆接技术实现了2A12和6061航空铝合金薄板材料的有效连接,通过进行拉伸-剪切测试,从宏观层面分析了接头静失效形式,从微观层面研究了接头拉脱失效和基板断裂失效机理。结果表明：航空铝合金自冲铆接接头的主要静失效形式为拉脱失效,并有接头伴随纽扣脱落现象,同时有上板断裂和下板断裂的失效形式出现。对拉脱失效机理进行分析,从宏观上发现接头有明显的刮蹭和大幅的塑性形变;从微观上发现,上板的断裂失效机理为沿晶断裂和局部显微孔洞聚集,下板的断裂失效机理为板材上下边缘区域以剪切断裂为主、靠近试样厚度中心区域以微孔洞聚集型正断为主。     

5052铝合金压印-电阻点焊复合连接可行性研究

为了提高压印连接接头的强度,改善电阻点焊对铝合金连接不稳定的问题,对5052铝合金压印-电阻点焊复合连接的可行性进行了探究性试验。在焊接时间和焊接压力保持不变的情况下,将焊接电流(23-27 k A)视为唯一变量,探究了焊接电流的最优值。利用超声波水浸聚焦入射法对复合连接接头的成形性进行了检测;使用MTS材料试验机对试样进行了拉伸-剪切试验,得到了压印-电阻点焊复合连接接头的最大静拉伸载荷、失效形式及能量吸收值。结果表明:压印-电阻点焊复合连接可以实现对5052铝合金接头的有效连接且接头形貌可以利用超声C扫描进行检测;在焊接时间和焊接压力不变的情况下,适当增大焊接电流,接头的最大静拉伸载荷和能量吸收能力均有所提高,焊接电流的最优值均为25 k A;当焊接电流继续增加,接头内部结构遭到破坏。     

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.     

泡沫镍夹层结构自冲铆接头的成形特征及失效机理分析

为揭示泡沫镍夹层结构自冲铆接头的成形特征及失效机理,本文制备了以AA5052铝合金为基板,泡沫镍为夹层的自冲铆接头;采用理论分析与微观组织观察相结合的方法对夹层结构接头成形特征进行系统研究,通过拉伸-剪切试验研究接头的静失效载荷及失效位移,探究了接头的失效机理。结果表明:泡沫镍夹层可增大接头的钉脚张开度,并改善应力分布;铆接过程中泡沫镍能在铆接界面间形成牢固的自润滑物理吸附膜,可提高接头的耐腐蚀性;1mm泡沫镍夹层使接头静失效载荷增加了8.9%;随着泡沫镍夹层厚度的增加,接头的抗拉强度呈降低趋势;泡沫镍夹层结构自冲铆接头的失效模式为铆钉脱离下板,上板主要承受拉伸载荷,下板承受压缩载荷。     

威布尔分布在齿轮减速器可靠性建模中的应用

应用威布尔分布理论导出了二级直齿圆柱齿轮减速器的一种寿命可靠性模型。这种可靠性模型建立在各主要传动零件可靠性威布尔分布的基础上，系统可靠性模型也是威布尔分布。减速器的可靠性用系统寿命来表示，即全部零件的９０％幸存概率，是以各个零件相应的寿命为根据的。当给定可靠度时，载荷寿命的变化用指数关系来描述。     

酸性腐蚀环境下钢铝压印接头性能

为探究酸性腐蚀工况下异质压印接头的力学性能，将通过圆形模具压印连接的铝AA5052与钢DP590试件置于0.02 mol·L^-1 NaHSO₃溶液中进行周浸腐蚀试验，在腐蚀不同周期后取出称重，并进行静力学拉伸-剪切试验。腐蚀试验结果表明，腐蚀周期越长，腐蚀产物越多，试件的失重量越大，腐蚀速率则越低。静力学试验结果表明，接头的失效形式发生改变，经腐蚀后的试件皆为颈部完全断裂且铆扣部分被拉出失效，且拉伸失效形式的改变与腐蚀周期的长短无关；接头静强度呈先增大后减小的变化趋势，且增大速率明显大于减小速率；能量吸收值呈先上升后下降的趋势。     

铝合金压印连接运行工况图与微动磨损

通过对AA5182压印连接,制备一批压印连接试件,一部分用于静拉伸试验,平均失效载荷值为1 449 N,失效形式均为颈部断裂。另一部分用于微动试验,施加最大载荷力为1 350 N,应力比R=0.1,试件失效形式均为上板断裂,断裂方向垂直于加载力方向,断裂位于接头边缘处。对微动试验的运行工况图分析,可得:微动初期F-D曲线呈椭圆形,张开型,有明显弹塑性变形,材料刚度增加较快;循环次数逐渐增多F-D曲线呈近似直线型,塑性变形减弱,弹性协调为主,材料刚度增加减缓。