钢/铝异质组合自冲铆接头在周浸腐蚀试验中的性能研究

为研究钢/铝异质组合自冲铆接头在盐溶液周浸腐蚀试验中的性能变化,对DP590-5052(D-5)组和DP590-7075(D-7)组自冲铆试样进行盐溶液周浸腐蚀试验,并采用质量损失法和力学试验测试腐蚀前后接头性能的变化情况。研究结果表明:腐蚀试验前后,两组试样均有质量损失,随着腐蚀时间的增加,质量损失逐渐增大,腐蚀速率逐渐变缓;D-5组相对D-7组腐蚀破坏程度更明显,且对于样片,搭接区域的腐蚀破坏程度均大于样片其他区域,甚至下板铆接区域会被腐蚀出空洞;D-5组和D-7组的失效载荷值在下降前都有一段上升趋势,但D-7组失效载荷值降低程度较小;D-5的能量吸收值呈先上升后下降的趋势,而D-7呈一直下降的趋势;D-5组在0 h出现明显的刮痕,经腐蚀后下板被撕裂,并在撕裂断口处看到大量韧窝;D-7组则在腐蚀1 080 h内均有刮擦痕迹,随着腐蚀的增加,刮擦痕迹更明显,当腐蚀到720 h和1 080 h时,部分试件上会看到下板撕裂后呈韧窝状。     

含泡沫金属夹层的自冲铆接头力学性能研究

为研究含不同泡沫金属夹层的自冲铆接头的力学性能,在自冲铆接头中加入厚度相同的泡沫镍和泡沫铁镍夹层。对接头进行拉伸-剪切试验、电镜扫描和能谱分析,讨论影响自冲铆接头力学性能的各种因素。结果表明:泡沫金属夹层的加入可以影响SPR接头的内锁效果,对SPR接头的成形质量起到了积极的作用。加入泡沫铁镍的接头有效提高了峰值载荷,而泡沫镍夹层的加入可增加接头的最大破坏位移和能量吸收值。     

夹层结构自冲铆接头的腐蚀行为及力学性能

通过盐溶液周期浸润腐蚀试验,研究以AA5052铝合金为基板的泡沫铁镍夹层结构自冲铆接头的耐腐蚀性能,并用扫描电镜观察接头的腐蚀产物,再对各腐蚀时间的接头进行拉伸-剪切试验,探究夹层结构自冲铆接头的腐蚀行为,并揭示腐蚀对接头力学性能的影响。此外,总结了周浸腐蚀对接头能量吸收能力的影响规律。结果表明:不同腐蚀时间接头的拉伸失效模式变化的原因与其内部的腐蚀行为相关;接头的残余抗剪强度随周浸腐蚀时间的增加呈先增加后递减的趋势,失效位移和能量吸收值在周浸腐蚀前30 d先减小再增加,而30 d以后逐渐减小,这主要是受接头内部界面上腐蚀产物形貌演变的影响。     

非金属夹层三明治结构自冲铆接头力学性能

为探究非金属材料作为自冲铆接头夹层的力学性能,选取1.5 mm的5052铝镁合金为上下基板,分别以厚度为1mm的CFRP、1 mm的PC及0.1 mm的PET为夹层材料制备单搭式自冲铆接头,对各组接头沿子午线剖面进行成形质量评价,用MTS电液伺服材料试验平台对接头进行拉伸-剪切试验,分析最大破坏载荷与能量吸收值,对接头破坏位置进行SEM电镜扫描,分析其破坏形式。结果表明:自冲铆接技术可对非金属夹层三明治结构进行有效连接,接头破坏形式均为铆钉拉脱、铆扣结构破坏、内壁刮痕;夹层材料为PC板时,接头内锁结构更好,其破坏载荷及能量吸收值均优于以CFRP、PET为夹层材料的三明治结构自冲铆接头。     

夹层结构自冲铆接头疲劳性能的研究

以不同泡沫金属为夹层进行自冲铆接头疲劳试验,采用二参数威布尔分布检验疲劳数据,并拟合各组试样的S-N曲线。用扫描电子显微镜观测不同疲劳区接头的典型疲劳断口,分析裂纹萌生形式,研究接头在不同应力下的失效机理。结果表明:以泡沫镍为夹层的接头疲劳寿命明显优于泡沫铁镍为夹层的接头;泡沫镍在微动过程中迁移流动能力较强,在磨屑床中起第三体润滑承载作用;接头的疲劳裂纹萌生于接头的铆接点下板或铆孔中心的下板一侧区域;铝合金疲劳源区晶粒滑移呈不均匀性,疲劳裂纹萌生于金属夹杂物、第二相处;接头的裂纹扩展区可观察到大量密集分布的疲劳条带,并伴有较深的二次裂纹;在瞬断区,铝合金自冲铆接头呈韧窝形貌。     

自冲铆接头钉脚张开度预测模型及计算方法研究

钉脚张开度是自冲铆接头成形质量评价标准之一,决定接头的力学强度。为验证自冲铆接头钉脚张开度的预测公式及计算方法,以6组不同工艺参数的自冲铆接头的载荷-行程曲线确定铆钉脚由刺穿转为扩张的关键点,得到关键点位移和总位移,结合铆接工艺参数得到钉脚张开度的预测值。结果表明:自冲铆接头钉脚张开度与板材厚度、板材强度、铆钉尺寸、铆钉硬度和模具尺寸有关;6组试验结果与预测结果误差均值在4.3%以内,表明预测公式和计算方法能很好预测自冲铆接头钉脚张开度数值,可实现钉脚张开度的在线无损检测。     

黏接剂对DP780和TA1自冲铆接头力学性能的影响

以镀锌DP780高强度钢-钛合金TA1自冲铆接头和镀锌DP780高强度钢-环氧树脂黏结剂-钛合金TA1黏铆复合接头(黏接-自冲铆接)为研究对象,通过分析其载荷-位移曲线、截面成形参数、宏观失效模式,对比两组接头的力学性能。结果表明:黏铆复合接头平均静失效载荷和刚度系数比自冲铆接头分别增大29%、63%;内锁长度增加0.107 mm,残余底厚减小0.453 mm。黏铆复合接头宏观失效模式为铆钉腿拉脱断裂、胶层混合破坏,自冲铆接头失效模式为铆钉腿拉脱断裂。     

铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳行为的研究

综述国内外铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳行为的研究结果。包括接头不同区域的疲劳行为;工艺参数对疲劳强度的影响;微结构、残余应力、试件的几何形状对疲劳裂纹扩展速率的影响;总结摩擦点焊接头疲劳裂纹扩展的特点。对比分析铝合金熔焊和搅拌摩擦焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。     

销轴断裂失效分析

针对重型汽车方向盘连接定位销轴使用700 h左右发生断裂事故,通过综合检测结果及分析判断,确定了销轴断裂的原因。结果表明:销轴未履行表面感应淬火工序,使零件表面没有硬化层,产生脱碳现象,降低了销轴的抗疲劳性能,过早诱发裂纹源,导致销轴提前发生高周低名义应力双向弯曲疲劳断裂;销轴调质热处理效果不佳以及带状组织偏析的存在,加剧缩短疲劳裂纹扩展进程,引起销轴使用寿命降低。