整车耐撞自冲铆连接仿真失效参数求解方法研究

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作者 籍龙波 王士彬 +1 位作者 杨航 唐洪斌 《汽车工艺与材料》 2024年第1期7-14,共8页

研究提出了一种基于Ls-dyna软件的自冲铆连接整车耐撞仿真方法,结合不同受力状态下的试验及有限元分析,求解不同受力状态下的自冲铆连接的失效参数,从而在保证仿真精度的同时提升仿真计算效率。在基于试验设计的基础上,首先建立了铆接... 研究提出了一种基于Ls-dyna软件的自冲铆连接整车耐撞仿真方法,结合不同受力状态下的试验及有限元分析,求解不同受力状态下的自冲铆连接的失效参数,从而在保证仿真精度的同时提升仿真计算效率。在基于试验设计的基础上,首先建立了铆接接头的精细仿真模型,并利用*CONSTRAINED_SPR2建立了简化的仿真模型,以试验与精细仿真结果的提取值作为简化参数输入,可极大提高整车耐撞模型的运算速度。该方法通过与试验结果标定分析,可实现自冲铆连接失效力峰值仿真精度达90%以上,可应用于整车级耐撞分析。 展开更多

关键词 耐撞 自冲铆 失效参数 仿真方法

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基于正交试验的铝合金——高强钢异种金属自冲铆接工艺优化 被引量：53

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作者 金鑫 李永兵 +1 位作者 楼铭 王远 《汽车工程学报》 2011年第3期185-191,共7页

以铝合金AA6061-T6和双相钢DP590为研究对象,通过正交试验方法研究了铆钉长度、凹模中部直径和凹模凸台高度对铝合金-高强钢自冲铆接接头成形规律、接头几何特征量、拉剪强度以及失效模式的影响规律,分析了影响自冲铆接接头强度的关键... 以铝合金AA6061-T6和双相钢DP590为研究对象,通过正交试验方法研究了铆钉长度、凹模中部直径和凹模凸台高度对铝合金-高强钢自冲铆接接头成形规律、接头几何特征量、拉剪强度以及失效模式的影响规律,分析了影响自冲铆接接头强度的关键因素以及在2mm AA6061-T6+1.2mm DP590组合下的最优工艺参数组合,可为自冲铆接工艺优化提供有益的借鉴。 展开更多

关键词 铝钢异种连接 自冲铆接 汽车轻量化 正交试验设计

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粘接剂对自冲铆-粘接复合接头强度的影响及数理统计分析 被引量：10

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作者 邢保英 何晓聪 严柯科 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期117-120,128,共5页

以自冲铆接和自冲铆-粘接复合接头为对象,采用数理统计分析检验实验数据合理性,进而对比不同材料组合及连接方式来分析粘接剂对自冲铆接接头强度的影响。实验表明,自冲铆接的剪切强度比剥离强度高;粘接剂对异种材料组合(硬质材料置于上... 以自冲铆接和自冲铆-粘接复合接头为对象,采用数理统计分析检验实验数据合理性,进而对比不同材料组合及连接方式来分析粘接剂对自冲铆接接头强度的影响。实验表明,自冲铆接的剪切强度比剥离强度高;粘接剂对异种材料组合(硬质材料置于上板)自冲铆接的影响较同种材料组合自冲铆接更显著;异种材料组合(硬质材料置于上板)自冲铆-粘接复合技术,采用胶层厚度为0.1mm时,可获得有效的连接结构且具有良好的承载能力;T型异种材料组合压印连接吸震、缓冲效果更好。 展开更多

关键词 粘接剂 自冲铆接 拉伸剪切实验 数理统计

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局部热处理对钢-钛自冲铆接头力学性能的影响 被引量：7

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作者 卢毅 何晓聪 +2 位作者 王医锋 刘福龙 张越 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期120-123,共4页

对钢-钛自冲铆接头进行局部热处理,并对已热处理和未热处理的接头进行拉剪实验,对比分析局部热处理对钢-钛自冲铆接头的静强度、能量吸收、失效模式和失效机理的影响。结果表明:淬火对钢-钛自冲铆接头的静强度有很大提高作用,对其能量... 对钢-钛自冲铆接头进行局部热处理,并对已热处理和未热处理的接头进行拉剪实验,对比分析局部热处理对钢-钛自冲铆接头的静强度、能量吸收、失效模式和失效机理的影响。结果表明:淬火对钢-钛自冲铆接头的静强度有很大提高作用,对其能量吸收有减小作用;未淬火的钢-钛自冲铆接头失效模式为上板与铆钉分离且上板被撕裂,上板的断口形貌为典型韧性断裂特征;淬火后的钢-钛自冲铆接头失效模式为上板与铆钉分离且铆钉被拉断,铆钉的断口形貌为典型的沿晶断裂特征。 展开更多

关键词 自冲铆 钛合金 热处理 拉剪实验 断口形貌

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铝代钢对三层板接头力学性能影响规律研究 被引量：7

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作者 王远 李永兵 +2 位作者 金鑫 陈东平 陆百迅 《汽车工程学报》 2013年第5期324-331,共8页

多材料混合是汽车车身轻量化的重要手段,但以铝代钢使车顶与侧围内外板的三层板异种连接却面临挑战。自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR)是异种金属连接最为有效的手段,然而目前关于铝钢三层板SPR接头与传统三层钢板电阻点焊(Resista... 多材料混合是汽车车身轻量化的重要手段,但以铝代钢使车顶与侧围内外板的三层板异种连接却面临挑战。自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR)是异种金属连接最为有效的手段,然而目前关于铝钢三层板SPR接头与传统三层钢板电阻点焊(Resistance Spot Welding,RSW)接头力学性能的对比研究几乎没有。以多材料三层板组合"1.0 mm AA6061-T6+0.8 mm低碳钢CR4+1.2 mm双相高强钢DP590"的SPR接头和全钢三层板组合"0.6 mm CR4+0.8 mm低碳钢CR4+1.2 mm双相高强钢DP590"的RSW接头为研究对象,进行了两种接头不同连接界面的拉剪强度和疲劳强度的对比研究。研究表明,车顶以铝代钢后,采用SPR工艺获得的异种金属接头与全钢车顶的RSW接头相比具有同样的静态承载能力和显著提高的疲劳性能。这将为汽车车身的轻量化设计提供重要参考。 展开更多

关键词 汽车轻量化 异种金属连接 自冲铆接（spr） 电阻点焊（RSW） 疲劳强度

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轻合金自冲铆微动磨损及疲劳性能研究 被引量：3

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作者 赵伦 何晓聪 +2 位作者 张先炼 张龙 高爱凤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期72-75,85,共5页

选择4组轻合金自冲铆进行疲劳实验,用扫描电子显微镜和能谱仪对其断口进行微动磨损机理分析,并系统地研究了接头疲劳寿命和失效形式的影响因素。结果表明,下板与钉腿区的微动磨损是导致下板沿纽扣断裂和铆钉断裂的主要原因,两板间的微... 选择4组轻合金自冲铆进行疲劳实验,用扫描电子显微镜和能谱仪对其断口进行微动磨损机理分析,并系统地研究了接头疲劳寿命和失效形式的影响因素。结果表明,下板与钉腿区的微动磨损是导致下板沿纽扣断裂和铆钉断裂的主要原因,两板间的微动磨损是导致上板靠钉头断裂的主要原因;微动磨屑主要成分为金属板材氧化物,并对微动磨损起缓冲作用。增加板厚可提高接头疲劳寿命,且疲劳载荷较大时寿命提高更为显著;增加板强可提高接头疲劳寿命,且寿命提高程度受疲劳载荷影响较小。增加板厚使失效形式从上板断裂变为下板断裂,增加板强使失效形式从板材断裂变为铆钉断裂。 展开更多

关键词 轻合金 自冲铆 微动磨损 疲劳寿命 疲劳失效形式

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铝锂合金T型自冲铆接头疲劳特性及失效机理 被引量：4

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作者 程强 何晓聪 +1 位作者 邢保英 张越 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期84-88,97,共6页

为研究T型自冲铆接头的疲劳特性,以铝锂合金(AL1420)同种及其与铜合金(H62)和不锈钢(410)异种组合制备的AA、HA和SA三组T型自冲铆接头为研究对象,基于其静力学试验采用正弦波进行拉-拉加载疲劳试验,用二参数威布尔分布对所得疲劳数据的... 为研究T型自冲铆接头的疲劳特性,以铝锂合金(AL1420)同种及其与铜合金(H62)和不锈钢(410)异种组合制备的AA、HA和SA三组T型自冲铆接头为研究对象,基于其静力学试验采用正弦波进行拉-拉加载疲劳试验,用二参数威布尔分布对所得疲劳数据的有效性进行验证,采用最小二乘拟合直线得到拟合的F-N曲线,并采用SEM扫描电镜对各组典型疲劳失效断口进行微观分析。结果表明:SA组疲劳寿命对载荷变化最敏感,并且疲劳寿命随相对滑移量的增加而减小;由三组T型接头失效形式可看出接头薄弱环节有由铆钉向板材转移的趋势;从微观分析疲劳断口可知裂纹萌生区多为形貌特征较为平坦的准解理,裂纹瞬断区形貌更加突出,多为沿晶断裂或韧窝形貌。 展开更多

关键词 铝锂合金 T型自冲铆接头 疲劳试验 SEM扫描电镜 断裂特征

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铝合金自冲铆接微动行为研究 被引量：2

8

作者 赵伦 何晓聪 +2 位作者 邢保英 张先炼 邰加琪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第14期105-108,131,共5页

选择两组不同厚度铝合金板制成SA15和SA25自冲铆接头并进行疲劳实验,用威布尔分布验证实验数据有效性,用疲劳三参数经验公式拟合接头S-N曲线并对比分析接头疲劳性能,用扫描电子显微镜研究接头微动行为以探索疲劳失效与微动磨损的关系。... 选择两组不同厚度铝合金板制成SA15和SA25自冲铆接头并进行疲劳实验,用威布尔分布验证实验数据有效性,用疲劳三参数经验公式拟合接头S-N曲线并对比分析接头疲劳性能,用扫描电子显微镜研究接头微动行为以探索疲劳失效与微动磨损的关系。实验数据服从威布尔分布,表明数据可靠。三参数经验公式较好地拟合接头S-N曲线,SA25接头疲劳性能优于SA15接头,且在中低疲劳寿命区域SA25接头疲劳性能的优越性更为突出。SA15接头失效于上板靠铆钉头,而SA25接头失效于下板沿纽扣。SA15接头在铆接区两板间微动磨损较严重,SA25接头在下板与铆钉腿部微动磨损较严重。疲劳失效部位与微动磨损剧烈部位重合,表明微动磨损是导致接头疲劳失效的重要因素之一。 展开更多

关键词 自冲铆接 微动行为 疲劳失效 二参数威布尔分布 疲劳三参数经验公式

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1420铝锂合金同种异种自冲铆单搭接头力学性能 被引量：1

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作者 程强 何晓聪 +1 位作者 张先炼 卢毅 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期85-90,共6页

为探究1420铝锂合金自冲铆接头的力学性能,本文采用自冲铆连接设备对1420铝锂合金(AL1420)同种及其与铜合金(H62)异种板材组合进行铆接,并通过拉伸-剪切试验测试接头的力学性能,运用SPSS数据分析软件对接头的最大载荷和最大位移量进行... 为探究1420铝锂合金自冲铆接头的力学性能,本文采用自冲铆连接设备对1420铝锂合金(AL1420)同种及其与铜合金(H62)异种板材组合进行铆接,并通过拉伸-剪切试验测试接头的力学性能,运用SPSS数据分析软件对接头的最大载荷和最大位移量进行分析。结果表明:AL1420-AL1420和AL1420-H62两种接头的失效形式皆为铆钉从下板拉脱,铆钉头与上板接触区域出现不同程度撕裂;H62-AL1420接头除铆钉从下板拉脱,铆钉头与下板接触区域仅出现凹陷。AL1420-AL1420接头最大载荷最高(6 026.8 N),能量吸收性能最好(16.84 J)。对于异种板材组合,H62-AL1420接头的最大载荷(5 304.0 N)大于AL1420-H62接头(5 229.3 N),AL1420-H62接头的能量吸收值(16.79 J)大于H62-AL1420接头(15.08 J),异种板材铆接时则优先采用能量吸收性能较好的AL1420-H62搭接形式。 展开更多

关键词 自冲铆 工艺参数 1420铝锂合金 失效形式 能量吸收

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几种金属材料自冲铆接头的静态失效机理 被引量：3

10

作者 王医锋 何晓聪 +2 位作者 张先炼 程强 高爱凤 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期86-90,共5页

利用自冲铆连接系统、材料试验机及扫描电子显微镜等设备来研究钛合金、铝锂合金及铝合金自冲铆接头的力学性能与静态失效机理。结果表明:TA1钛合金接头平均最大拉剪载荷(6 285.0 N)在3种接头中最大,8090铝锂合金接头(5 478.3 N)次之,5... 利用自冲铆连接系统、材料试验机及扫描电子显微镜等设备来研究钛合金、铝锂合金及铝合金自冲铆接头的力学性能与静态失效机理。结果表明:TA1钛合金接头平均最大拉剪载荷(6 285.0 N)在3种接头中最大,8090铝锂合金接头(5 478.3 N)次之,5052铝合金接头(3 217.7 N)最小;不同金属材料自冲铆接头的静态失效模式有很大的区别,TA1钛合金接头出现铆钉从沿晶断裂向韧性断裂转变的失效过程,8090铝锂合金接头出现材料被擦伤与解理断裂的失效过程,5052铝合金接头仅出现材料被擦伤的失效过程。 展开更多

关键词 自冲铆接头 钛合金 铝锂合金 拉剪试验 断口分析

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预腐蚀对夹层结构自冲铆接头疲劳特性的影响 被引量：3

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作者 丁文有 何晓聪 +1 位作者 刘佳沐 刘洋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期3089-3095,共7页

探究了周期浸润环境下以AA5052-O铝合金为基板的夹层结构自冲铆接头的耐蚀性能,并对不同预腐蚀时间下的试样进行了疲劳性能测试,依据三参数经验公式采用S-N曲线拟合法拟合出各试样的S-N曲线,分析了预腐蚀对接头疲劳寿命的影响规律;此外... 探究了周期浸润环境下以AA5052-O铝合金为基板的夹层结构自冲铆接头的耐蚀性能,并对不同预腐蚀时间下的试样进行了疲劳性能测试,依据三参数经验公式采用S-N曲线拟合法拟合出各试样的S-N曲线,分析了预腐蚀对接头疲劳寿命的影响规律;此外,采用扫描电子显微镜对接头的疲劳断口进行观测,研究了接头的损伤特性和微观疲劳失效机理。结果表明:预腐蚀会使接头产生多个疲劳源并加速裂纹的扩展,接头疲劳裂纹易在预腐蚀缺陷处萌生;腐蚀损伤和机械损伤存在竞争关系,预腐蚀显著影响了接头在低应力水平下的疲劳寿命,总体来讲,接头的疲劳寿命随预腐蚀时间的延长而缩短;接头疲劳失效形式有铆孔区下板断裂和铆孔区一侧的下板断裂,接头疲劳源区断口呈现准解理特征。 展开更多

关键词 自冲铆 AA5052-O铝合金 周浸腐蚀 断口形貌 疲劳性能

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钢铝车身自冲铆接接头质量影响因素浅析 被引量：5

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作者 王建军 沈波 《汽车实用技术》 2019年第11期165-167,174,共4页

自冲铆接(SPR)是钢铝车身制造的主要连接工艺。文章介绍了自冲铆铆接质量的评判标准及影响铆接质量几个主要因素——铆钉、铆模、板材特性和冲铆速度,并重点对这几个因素是如何影响钢铝车身铆接点质量的进行了分析。

关键词 自冲铆接(spr) 铆接参数 冲接速度 铆模 铆钉

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铝车身自动冷连接技术的柔性应用 被引量：2

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作者 戚才人 杨磊 +3 位作者 李磊 董雷 毕愿江 赵亚东 《汽车工艺与材料》 2023年第4期24-28,共5页

目前市面上针对铝车身的连接工艺,有自冲铆接、流钻螺钉拧紧、无钉铆接等,在工艺及设备成熟应用的基础上,探究不同工艺的互换性,满足各大主机厂对铝连接技术的柔性需求。主要介绍在已建立的铝连接试验阵地中,通过对介质、设备接口的快... 目前市面上针对铝车身的连接工艺,有自冲铆接、流钻螺钉拧紧、无钉铆接等,在工艺及设备成熟应用的基础上,探究不同工艺的互换性,满足各大主机厂对铝连接技术的柔性需求。主要介绍在已建立的铝连接试验阵地中,通过对介质、设备接口的快速通断,将自冲铆接设备、流钻螺钉拧紧设备、无钉铆接设备实现在同一台机器人上进行柔性切换的目的。 展开更多

关键词 自冲铆接(spr) 流钻螺钉拧紧(FDS) 无钉铆接(CLINCH) 柔性

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