异种高性能热塑性材料旋转摩擦铆接工艺研究

研究了摩擦铆接设备的不同主轴动力参数对AA2024-T351铆钉/PEI ULTEM-1000母材摩擦铆接工艺镦头形态的影响。铆钉旋转速度、铆钉铆入速度、下压距离和急停速度是铆接镦头主要工艺参数,研究结果表明：铆钉旋转速度越高,摩擦铆接连接区域热输入越多;铆钉铆入速度过小,会出现铆钉逐渐深入钻削的现象,影响热量在铆钉和母材接触区域的积聚,铆钉铆入速度过高,热量还未来得及产生,铆钉材料就被撞弯;下压距离和急停速度可以调控摩擦铆接工艺镦头连接紧固效果。     

基于手持式电磁铆接设备的无头铆钉干涉配合铆接工艺研究

根据无头钉铆接的特殊要求以及目前自动钻铆设备铆接无头铆钉存在的问题,提出采用手持式电磁铆接设备代替自动钻铆机实现无头铆钉的铆接。为准确控制铆钉两边的外伸量,在电磁铆枪前加装三爪卡盘。通过实验研究了铆钉外伸量、铆接电压等工艺参数,并分析了铆接质量,并通过工艺参数的控制达到设计的干涉量要求,实现了无头铆钉的干涉配合铆接。     

铆接铆钉分布压力的计算

分析计算铆接铆钉所需的压力、铆接成型后铆钉对板孔圆柱面上的径向分布压力和铆钉帽对板圆环面上的分布压力 ,对工程实际具有一定的参考价值。同时 ,在对一些具有铆钉连接的板或梁进行有限元分析和计算时 ,解决了其力边界条件的问题     

铆接工艺参数分析

为了充分了解铆接后铆钉及被连接件的残余应力分布状态,以及精确分析残余应力和铆接工艺参数之间的关系,采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了铆钉连接的参擞模型,通过准静态方式模拟了铆钉连接时铆钉和被连接件的变形过程.根据分析结果建立了残余应力和铆钉钉杆长度及钉孔间隙之间的关系式和关系曲面.结果表明,残余应力随着钉杆长度的增加而增大,而随着钉孔间隙的增大而减小,增加钉杆长度或减小钉孑乙间隙可有效增大残余应力,为实际的铆钉连接工艺过程提供了有益的指导.     

铆钉铆接装配应力的分析和计算

分析了铆钉铆接时的成形过程。对铆接成形力和铆钉铆接成形后对板孔圆柱面上的径向分布压力及铆钉冒对板圆环面上的分布压力进行了计算。该分析和计算对工程实际具有一定的参考价值。同时，在对一些具有铆钉连接的板或梁进行有限元分析和计算时，解决了其力边界条件的问题。     

铝合金和高强钢无铆钉铆接仿真研究

由于异质材料熔点、密度等物理性质和化学性质的不同,传统点焊工艺已无法满足异质材料之间的连接。本文针对车身异质材料连接困难的问题,对车用板材5754铝合金和高强钢进行无铆钉铆接仿真研究。利用软件abaqus对不同模具参数下的5754铝合金和高强钢无铆钉铆接成形过程和接头性能进行仿真研究,分析了凸凹模间隙、铆接速率、凸模拔模角度和铆接深度对铆接接头几何形貌的影响规律,为异质材料无铆钉连接工艺优化提供借鉴。     

新型应力波铆接设备的研制

钛合金结构、复合材料结构的大量应用将导致大量钛合金、高温合金和不锈钢等紧固件的采用。但由于复合材料性能的限制及结构长寿命的要求，限制了热铆方法。另外，在新型飞机结构中，大直径铆钉采用的愈来愈多。而由于结构开敞性的限制，大功率压铆机许多情况下无法工作，这时只能采用手铆。大直径铆钉的手工铆接存在许多问题，工人对其铆接噪声、后座力等已到了不能忍受的地步，而这些是普通铆接方法无法解决的。国外的经验表明，应力波铆接方法的应用将是解决这些铆接难题的一条有效途径[1][2]。应力波铆接技术已在F14、A330／340等飞机…     

半空心铆钉自冲铆接的研究进展

半空心铆钉自冲铆接是一种快速的机械紧固连接,是用来连接两层或多层、同种或异种材料的冷成型技术。由于汽车轻量化的要求和新能源汽车的发展,大量的镁、铝合金、涂层和复合材料等难以采用点焊连接的材料应用于车身结构。因此,研究半空心铆钉自冲铆接,分析自冲铆接头的强度和可靠性,对汽车轻量化的发展有很大意义。在对已发表的文献进行总结与分析的基础上,介绍了铆接过程中铆钉尺寸和凹模尺寸、铆接工艺参数的优化,以及数值模拟在自冲铆接中的应用,最后对铆接质量做出评价。通过概述半空心铆钉自冲铆接技术的研究进展,展望未来的研究方向,为进一步深入研究提供基础,促进汽车轻量化和新能源汽车的发展。     

电磁铆接工艺试验及参数仿真优化

电磁铆接是一种新兴的高能量铆接技术,其加载速率快、效率高,钉杆受力均匀,能够形成较好的干涉配合;但由于能量高与加载速率快的问题,极易造成钉杆裂纹、镦头质量不佳以及被铆接材料损坏等现象。实验采用Ansoft Maxwell有限元分析建立铆接模型,对铆接线圈加载电压以及受力情况进行分析。再对公称直径5mm的304不锈钢铆钉进行电磁铆接工艺试验。针对仿真与实验结果的比对,调整工装结构并确定不锈钢铆钉最佳铆接电压的范围,形成较好的铆接镦头,铆钉与被铆接板材实现了较好的干涉配合。     

摆碾铆接过程数值模拟分析

应用DEFORM-3D有限元分析软件建立碾压铆接有限元模型,对摆碾铆接工艺过程进行数值模拟。分析了其成形过程的三个阶段、应力应变和行程载荷曲线的变化趋势,结果表明最大应力应变都集中在铆钉头部边缘区,边缘区点最先受到旋压力开始变形,最早发生屈服现象并进入弹塑性变形阶段;铆钉在相同行程下达到相同的成形效果时,碾压铆接需要的载荷要远远低于传统铆接的载荷。最后分析了影响碾压铆接质量的几个核心因素,如铆头速度、铆头倾斜角度等,为有效地进行碾压铆接工艺研究提了供理论依据。     

铆接工具的改进

我公司许多产品采用半圆头空(?)钉进行铆接,由于铆接工具过于简单,常常造成铆接失效。拆除铆钉及补铆耗费大量工时并影响产品质量。本人针对使用中存在的问题,重新设计了一套铆接工具,取得了良好效果。 1.铆接时经常出现的问题 1)铆钉放置歪斜,铆头下压时不能对准铆钉孔而压偏(见图1)。由于铆钉孔深有限,不能加长铆头的导向部分,以引导及纠正铆钉位置。常用的气动压机及冲床,工作时都是压头快速下行,无法实现低速下行到铆钉对中后再加压铆合,致使铆钉压偏而损坏。     

铆接变形的有限元分析

铆接技术在飞机制造过程中占有极其重要的地位,而铆接造成铆钉和铆接件的变形会严重影响产品的装配性能和使用寿命.论述了用有限元分析法模拟单个铆钉压铆的动态过程,研究了铆钉和铆接件在压铆过程中的受力和变形情况.     

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。     

电热脉冲铆接法

这种铆接方法用于铆接大型结构件,因为此时难于采用机压铆接法。在铆钉、套简、电极均安装和调整好后,逐渐增加P_1和P_2挤压力,当P_1、P_2达到规定值时,即由开关接通电源,电极4、7经过铆钉1产生电流脉冲,     

径向铆接技术及其应用

径向铆接具有铆接材料变形极小,与被铆接部件的应力微乎其微,铆接时几乎无噪声和振动等许多优点。是一种十分经济的铆接技术。 一、基本原理(见图1) 径向铆接机是通过梅花形的运动达到铆接目的。铆杆的纵轴在中心使铆钉膨胀,每个梅花形的轨迹都通过铆钉的     

异种材质自冲铆接接头成形质量研究

以汽车零/部件常用材质双相钢和铝合金的自冲铆接接头为研究对象,采用Simufact.forming有限元模拟仿真软件建立双相钢DP600和铝合金AA6061的自冲铆模型,按基板的不同叠放顺序和铆钉规格进行自冲铆接数值模拟。通过分析铆接接头的钉头高度等参数,找出了铆钉长度和基板的叠放顺序对上下2种叠层材料自冲铆接过程及接头连接质量的影响规律。结果表明:DP600和AA6061为基板的自冲铆接模拟仿真试验中,铆钉长度为6.0 mm时的连接质量最优;铆钉相同而基板叠放顺序互换时,上层为DP600和下层为AA6061的铆接接头质量优于基板叠放顺序互换的铆接接头质量;铆钉长度在一定范围内增大可提高自冲铆接接头的自锁性能,提升自冲铆接接头的质量。     

基于DEFORM-3D的自封铆接影响因素正交试验研究

铆接工艺参数对铆接干涉量有着直接的影响,以2117-T4的4mm半圆头自封铆钉铆接2024-T3的板件为研究对象,建立铆接过程的有限元分析模型,以此模型为基础设计了正交试验来模拟分析铆钉长度L、铆接孔径D和镦头高度H这3个铆接工艺参数对铆接干涉量的影响。对模拟试验结果进行综合分析,得出了铆钉长度L为影响半圆头自封铆钉铆接干涉量的关键因素,为进一步的工艺优化试验和生产工作提供理论数据依据。     

22MnB5高强钢/7075铝合金热铆接冷模具淬火无铆钉铆接研究

针对目前车用22MnB5高强钢和7075铝合金板料在连接工艺上存在的问题,提出一种高强钢和铝合金异种材料车身零件的热铆接冷模具淬火（Hot riveting quenching, HRQ）无铆钉铆接工艺,利用22MnB5在高温下良好的成形性及易淬性,实现对22MnB5高强钢与7075铝合金的有效连接。通过建立HRQ无铆钉铆接的成形和淬冷有限元模型,证明了该工艺的可行性,使铆接后接头的高强钢具有全马氏体组织,保证了接头的强度。并从仿真和试验两方面研究高强钢铆接温度对接头尺寸颈厚值T_n、自锁值T_u的影响,发现在600～800 ℃区间内,T_n和T_u均呈现先上升后下降的趋势,T_u受温度影响更显著,两者均在700 ℃时获得最大值,表明700 ℃是高强钢板料的最佳铆接初始温度。     

钛合金薄板自冲铆接工艺及失效行为研究

基于自冲铆接(SPR)技术,从降低板材硬度和提高铆钉硬度两个角度,实现了对TA1钛合金薄板的有效连接,并制备了TH(降低板材硬度)和TR(提高铆钉硬度)两组钛合金自冲铆接头。通过力学试验研究了两组接头的静力学和疲劳性能,并且基于三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制出接头S-N曲线。最后,从宏观角度分析两组接头的失效行为,并利用高真空扫描电镜(SEM)进行TR接头的微观断口分析。结果表明:从自冲铆接技术优势和工程实际角度考虑,TR接头的铆接方式比TH接头更具实际操作意义。TH接头的静失效载荷和能量吸收性能均优于TR接头;且两组接头的静力学失效形式均为铆钉断裂。而TR接头疲劳性能更优,且两组接头均出现了下板断裂和铆钉断裂的多种疲劳失效形式。此外,依据SEM观测结果推断出因下板断裂而失效的TR接头,其疲劳裂纹源于铆钉脚应力集中点,且首先沿板宽方向扩展,后沿板厚方向延伸,直至接头完全断裂失效。而因铆钉断裂而失效的TR接头,其断口呈现出典型的疲劳脆性断裂特征。     

模具工艺参数对自冲铆接工艺过程及铆接质量的影响

通过对6063铝合金板料自冲铆接过程的实验和数值模拟,分析了自冲铆接工艺过程中半空心铆钉和板料的变形和受力.对比研究了铆接过程中铆钉载荷与位移的关系曲线,探讨了模具的深度、模具凸台高度和模具圆角半径对铆接质量的影响.研究表明,计算机模拟与实验结果吻合良好,自冲铆接工艺参数的探讨为提高铆接质量提供了理论依据.