铆钉结构对铝合金板搅拌摩擦单面铆接穿透力的影响研究

利用三种基于不同铆钉穿透机理的搅拌摩擦单面铆接工艺(Friction stir blind riveting, FSBR)对AA6061-T6(厚度为1 mm)与AA6022-T4(厚度为2 mm)铝合金板进行了铆接。发现完全依靠挤压机理实现铆钉穿透的工艺(FSBR-III),其最大铆钉穿透力比另外两种同时依靠挤压与切削机理实现铆钉穿透的工艺(即FSBR-I和FSBR-II)分别高33%与83%。通过分析铆钉穿透单一工件的过程,建立了工件材料去除率与铆钉穿透力的关系曲线,并综合考虑铆钉穿透机理以及摩擦热的影响,分析了穿透过程中不同结构铆钉的穿透力变化规律。研究发现,挤压机理在铆钉穿透机理中所占比重越高,则相同材料去除率下铆钉穿透力越大,同时穿透力受摩擦热的影响越明显。此外,通过接头断面观察,发现铆钉切削性能更优异的FSBR-II,所得接头中的上下工件间隙最小;FSBR-I与FSBR-II工艺会产生切屑,而在FSBR-III连接过程中没有切屑产生。     

金属板材热辅助塑性成形理论研究

<正>近几年来,在金属板材冲压成形工艺中辅以热处理工艺发展出一些新的成形工艺(即热辅助成形工艺),不但能提高金属板材的成形能力,还能够可控地改善成形后零件的使用性能,是实现对零件成形过程中的"控性"的一个重要途径。然而,目前还没有系统完善的金属板材热辅助塑性成形理论体系用于支撑该项技术的发展和应用。本文以硼钢板热冲压成形以及镁合金板pre-form annealing(PFA)成形等两种热辅助成形工艺为背景(国家自然科学基金项目No.51075307),研究并构建了金属板材热辅助塑性成形理论体系框架,围绕金属板材热辅助塑性成形理论体系中的关键理论问题,对两种热辅助成形过程中涉及的力学行为及成形极限进行理论研究,并研究热机械处理及(或)形变后热处理对     

超高强钢的颈缩极限应变测定方法比较分析

针对3种不同强度级别的超高强钢DP980、QP1180和QP1500,开展了结合数字图像相关技术的Marciniak试验和Na-kazima试验,采用包括空间法、 时间法、 时空法在内的6种颈缩极限应变测定方法对数据进行处理,获得了单向拉伸、 平面应变和等双向拉伸路径下板料的颈缩极限应变,并分析了不同测定方法所得颈缩极...     

热冲压成形工艺参数对硼钢板帽形件回弹影响分析

热冲压技术是指板料在高温成形后进行保压淬火,此过程伴随着温度快速降低,材料屈服强度升高,弹性模量变大,并约在300~400℃时,组织开始由奥氏体向马氏体转变,零件应力应变场逐步改变。最终开模时,零件会产生一定回弹。针对这种复杂的过程,探讨了保压时间、板料厚度等热冲压工艺对于帽形件回弹的影响。通过试验测量了不同热冲压工艺下硼钢板帽形件的回弹量。研究表明,保压时间越长,回弹越小,并最终稳定在一定范围,且板料越薄,回弹减小。     

指南车的新型定向机构设计及其系统误差分析

中国古代指南车是轮系机械及自动机械的先驱，在机械科技发展史上具有特殊的地位，目前复原的指南车结构种类繁多，存在齿轮数目多、结构复杂而定向精度差和操纵繁难的问题．基于指南车的原理，运用差动轮系设计了一个结构简单、仅有8齿轮的新型较高精度的指南车定向机构；从齿轮传动的机械原理上分析及证明了该机构的机械定向功能；并进行了系统传动误差的分析，导出了定向机构系统误差与齿轮副传动误差的关系式；得到了尽可能减少齿轮副是提高指南车定向机构精度的重要途径．     

CFRP与AA6022-T4铝合金的自冲铆接接头力学性能分析

CFRP及铝合金的应用是实现车身轻量化的重要途径,自冲铆接工艺是车身制造中广泛应用的异种材料连接技术。基于CFRP和AA6022-T4铝合金的自冲铆接,首先针对试件搭接顺序对接头性能的影响进行对比分析,结果表明复合板在上层时的接头最大拉伸载荷比复合板在下层时高48%;然后针对复合板为上层试件的搭接顺序,研究了铆钉下压力对接头性能的影响,并从接头单向拉伸强度和接头断裂模式两个方面对不同铆钉下压力所得接头的载荷-位移曲线进行分析,揭示了铆钉下压力对接头性能的影响及机理,即下压力主要通过改变复合板的破坏程度及铆钉在下板的扩张量来影响接头的力学性能。     

高强度钢板热成形极限的模具设计及试验研究

热冲压成形工艺在车身上得到越来越广泛的应用,成形极限是冲压成形性能的重要指标。介绍了高强度钢板的热成形极限试验方法,设计制造了能满足高温胀形要求的热成形极限试验模具,进行了高温下的热成形极限试验。利用光化学蚀刻法和坐标网格分析法测量得到了800℃下22MnB5钢板的成形极限图。     

基于响应曲面法的激光辅助机器人双点滚压成形回弹控制

针对超高强钢难成形的问题，提出了激光辅助机器人双点滚压成形工艺。以弯曲为例，研究了激光功率密度对弯曲零件回弹的影响，并基于响应曲面法，以回弹角度为目标函数，成形载荷为约束条件优化了角度增量和工业机器人位移补偿参数。结果表明，超高强钢零件回弹角度随着激光功率密度的增大而减小，激光功率密度为125 W·mm^-2时零件回弹角度相较于常温成形减小了78.5%,但回弹减小趋势随着激光功率密度继续增大趋于平缓；将激光功率密度固定为125 W·mm^-2,进一步通过响应曲面法将成形过程载荷控制在600～900 N范围内，得到了优化的4道次角度增量和两滚轮位移补偿值，相较于优化前的4道次成形策略，弯曲零件的回弹角度从6.0°降低到接近于0°。响应曲面法可用于优化机器人双点滚压成形工艺参数，从而显著降低滚压成形零件的回弹并且提高成形效率。     

快反镜辅助的回转刀具磨损状态在机检测技术研究

在机检测技术可实现刀具在工作状态下的实时检测,有助于及时发现刀具质量问题,并提高检测效率.基于机器视觉技术,本文将快反镜用于辅助工业相机直接拍摄旋转状态下的刀具图像;建立了图像采集系统,研究了快反镜偏转关系模型,并在此基础上开发快反镜控制程序;在获取刀具图像后,基于OpenCV库进行图像处理,获取刀具磨损面积值;将该检测系统应用于工业机器人铣削实验平台上,实验结果验证了该技术的有效性.     

基于GISSMO断裂准则的6016铝合金断裂行为研究

目的 研究零部件在成形与碰撞过程中,6016铝合金在不同应力状态下的断裂行为。方法 通过准静态拉伸实验,获得了6016铝合金的基本力学性能。利用Nakajima成形极限实验,获得了6016铝合金材料的断裂成形极限曲线。设计了7种涵盖成形及碰撞过程中应力状态的断裂极限测试试样,采用数字图像相关技术(DIC)记录了试样在变形过程中的全场应变。利用实验-有限元反求方法标定了6016铝合金的GISSMO断裂准则的参数,并用帽形件三点弯曲实验验证了模型的合理性。结果 相比于传统断裂成形极限图的预测结果,基于GISSMO断裂准则的仿真结果与实验具有更好的一致性。结论 所建立的GISSMO模型可以用于预测6016铝合金在复杂应力状态下的断裂行为。