自冲铆接工艺的研究及改进措施

自冲铆接工艺的研究及改进措施作者：李晓静，李双义，张连洪，毕大森，张健，LIXiao-jing，LIShuang-yi，ZHANGLian-hong，BIDa-sen，ZHANGJian作者单位：李晓静,李双义,张连洪,LIXiao-jing,LIShuang-yi,ZHANGLian-hong(天津大学,机械工程学院,天津,300072)，毕大森,张健,BIDa-sen,ZHANGJian(天津理工大学,材料工程学院,天津,300191)刊名：天津理工大学学报英文刊名：JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY年，卷(期)：2005，21(5)引用次数：4次参考文献(5条)1.LiebrechtF.BraunlingSSelf-piercingrivetedjointsandresistancespotweldedjointsinsteelandaluminium20022.MaofengFu.MallickPKFatigueofself-piercingrivetedjointsinaluminumalloy611120033.刘瑞军.李双义.张连洪.李晓静自冲铆接技术在汽车车身轻量化中的应用[期刊论文]-汽车技术2004(11)4.MaofengFu.MallickPKEffectofprocessvariablesonthestaticandfatiguepropertiesofself-piercingrivetedjointsinaluminunalloy575420015.李双义.韩熙明.张连洪材料试验机的微测控系统1994(5)相似文献(10条)1.期刊论文李晓静.李晓雷.LIXiao-jing.LIXiao-lei汽车制造业中自冲铆接的新型连接工艺初探-天津职业院校联合学报2007,9(5)汽车工业的发展要求汽车采用轻量化技术--使用轻量化材料.自冲铆接是一种很有潜力的连接工艺,尤其对于轻型材料(铝、塑料等)的连接.探讨了自冲铆接的发展现状、三种基本类型和每种类型的铆接工艺.2.学位论文王光建单面自冲铆-粘连接工艺的试验研究及数值模拟2008高油价和环境保护对汽车燃油经济性提出了越来越高的要求，车身轻量化是提高燃油经济性的重要途径。为此，高强度钢、超高强度钢和铝、镁等轻质材料将广泛用于新型车身制造。这些材料的焊接性能差，需要采用新的连接工艺用于车身组装。胶结连接具有对各种待连接材料适用性强、节能环保的优点，适用于以高强钢、超高强钢和铝、镁等为材料的新型车身的连接。胶结连接在粘结剂固化前需要对被连接件夹持定位。常规的铆接不适于夹持定位要求，为此，有必要研究适用于胶结连接中待连接件夹持定位要求的铆接工艺，以满足轻量化车身制造的技术需求。本文针对新型轻量化车身制造中的连接技术问题，开发了一种全新的胶铆连接工艺--单面自冲铆一粘连接工艺(Single-SidedRivet-Bonding，SSR-B)。分析了单面自冲铆-粘的工艺原理，选配了铆接装置，设计了铆钉；进行了单面自冲铆及单面自冲铆-粘连接工艺试验，进行了试样断面的金相试验，分析了铆接表观质量和铆接效果的关系；测试了铆接和铆-粘连接的剪切抗力和撕裂抗力等性能参数，和粘结连接相比，二者性能相当，验证了单面自冲铆-粘连接工艺及连接质量、性能的实用性；为了进一步分析单面自冲铆的工艺规律，利用动力显式有限元软件LS-DYNA，建立了单面自冲铆接模型，对单面自冲铆接过程进行了数值模拟，分析了铆接速度、铆钉形状和尺寸等工艺参数对铆接效果的影响，并与试验结果进行了对比验证。3.期刊论文李晓静.李双义.张连洪.刘瑞军半空心铆钉自冲铆接工艺的试验研究-天津汽车2004(5)自冲铆接是一种很有潜力的连接工艺,本文采用3种不同尺寸的半空心铆钉,对4种不同物质、不同厚度的板料进行了自冲铆接试验;提供了铆接过程中的力-行程试验曲线和铆接的单位成形力,并进行了分析;展示出铆接试验结果,分析了影响铆接质量的诸因素;指出了需要继续做的研究工作和应用前景.4.学位论文占金青基于数值模拟的半空心铆钉自冲铆接工艺研究2007随着汽车消费对节约燃料和清洁环境意识的提高，汽车制造商寻求各种方法来满足消费者需求。要提高汽车的经济性，必须使车身轻量化，而车身轻量化很重要的措施是引入新材质，如：镀层薄钢板、铝合金、强化塑料、复合材料等。而这些新材质的连接使用传统点焊连接方法就无能为力了。本文探讨一种新的连接方法——半空心铆钉自冲铆接。本文首先利用DEFORM-2D有限元软件建立半空心铆钉自冲铆接有限元模型,对铆接过程进行有限元模拟，分析铆接成形过程中的四个阶段。对模拟过程应力应变变化分析，结果表明应力应变主要集中在铆钉与铝板相接触的区域。研究了行程。载荷曲线变化趋势以及铆接成形过程与行程-载荷曲线的关系。其次对不同厚度铝板的组合进行模拟，对模拟结果分析，得到在上下层板料厚度改变情况下影响铆接接头性能主要工艺参数：铆钉尺寸，凹模形状，被铆接板料的厚度；提出在此情况下铆钉尺寸和凹模形状的设计原则，为实际设计铆钉和凹模提供了参考。最后分析凹模中间凸台高度、铆钉材料、上下层板料放置顺序(包括厚度不同和材料不同)对半空心铆钉自冲铆接接头性能的影响。利用多种组合有限元模拟结果，对上下板料厚度改变情况下铆接接头性能缺陷进行预测，对半空心铆钉自冲铆接工艺的应用具有一定的指导意义。5.期刊论文万淑敏.S.JackHu.李双义.张连洪.刘秀全.WANShu-min.S.JackHu.LIShuang-yi.ZHANGLian-hong.LIUXiu-quan半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定-天津大学学报2007,40(4)自冲铆接是在板料和铆钉之间形成连接而不需要预冲孔的新工艺.探讨了检测自冲铆接质量的直接试验法和观测法,并在原有观测法的基础上提出了补充意见.开展了模具设计、铆钉尺寸选择及二者与板料匹配等方面的研究,提出了模具设计的依据和方法.同时进行了自冲铆接效果的试验研究,结合自冲铆接试验结果,分析了模具、铆钉以及板料的材质性能等因素对铆接质量的影响.研究和试验分析表明,自行设计的半空心铆钉和模具可以获得良好的铆接质量,可作为模具设计的参考和依据.6.学位论文李晓静半空心铆钉自冲铆接工艺的研究2005汽车的发展对汽车的经济性要求越来越高，而降低汽车自重是提高汽车经济性的重要措施之一。若要降低汽车自重，使用轻量化材料(如铝、塑料等)有很大的发展潜力；而轻量化材料的连接又不能使用传统的焊接方法。本文探讨一种新的连接方法—半空心铆钉的自冲铆接工艺。首先用试验探讨了半空心铆钉自冲铆接工艺的可行性。采用自行设计和加工的模具，自行设计和加工的3种规格的铆钉，采用WE-30万能材料试验机和自行配制的数据采集系统，对1mm铝+2mm铝、0.4mm黄铜+2im铝、1mm铝+1mm铝、0.4mm黄铜+1mm铝和2mm铝+2mm铝5种板料组合方案进行了试验和测试。测出了铆接过程中的行程—铆接力的关系曲线；对铆接的效果进行了分析和评价；找出了影响铆接质量的因素；提出了为取得良好铆接质量而设计的修正方案。其次，分别利用DEFORM和MSC.SUPERFORM两个数值模拟软件对铆接过程进行了数值模拟，将两个数值模拟软件的模拟结果与试验结果进行了比较；由此看出，MSC.SUPERFORM模拟软件，无论是前处理过程，还是计算速度以及与试验结果的逼真度，都远优于DEFORM，因此，采用MSC.SUPERFORM软件更适合于模拟自冲铆接工艺。本文还对自冲铆接工艺进行参数化的数值模拟进行了探索。本课题的研究填补了国内研究的空白。7.期刊论文黄志超.占金青.陈伟.HUANGZhi-chao.ZHANJin-qing.CHENWei半空心铆钉自冲铆接工艺过程的数值模拟-锻压技术2007,32(5)采用DEFORM-2D软件对半空心铆钉自冲铆接工艺过程进行数值模拟,分析了铆接成形过程、应力应变和行程载荷变化趋势.采用观察铆接截面形状和行程-载荷曲线的方法,分析了凹模凸台高度和铆钉材料对铆接接头质量的影响.结果表明,在一定范围内增加凹模凸台高度,能提高铆接接头的自锁性能;适当硬度的铆钉有利于形成具有良好的力学性能的铆接接头.8.学位论文楼铭自冲铆接设备研制及轻量化材料自冲铆接工艺开发2009如今汽车轻量化已经成为汽车工业发展的必然趋势，而大量使用铝合金和高强度钢等先进轻量化材料是解决汽车轻量化的重要手段之一。传统的连接工艺在连接这些先进轻量化材料时面临着巨大的困难；研究表明，自冲铆接方法是一种能够有效连接上述材料的新型工艺手段。本文对自冲铆接设备研制及轻量化材料自冲铆接工艺开发进行了研究。主要内容如下：⑴通过选取适当的自冲铆接动力系统，并基于该系统设计设备C型框架及采用有限元分析手段对该框架的刚度进行了校核，结果表明该C型框架符合使用要求。根据自冲铆接工艺特点及试验目的完成了铆接总体结构的设计与制造，为之后的试验研究打下了坚实的基础。⑵引入模钉体积比的概念并制定详细的试验方案分别研究了模钉体积比对铝—铝和钢—铝自冲铆接接头成形性能及其准静态强度的影响；试验表明，一定范围内模钉体积比的增加有利于提高铆接接头成形质量。⑶在现有设备基础上开发了包括位移传感器、压力传感器以及力—位移曲线显示与数据提取在内的一整套自冲铆接监测系统，并将其用于深入分析两种接头的成形规律；试验表明，铝—铝和钢—铝自冲铆接时其最大铆接力均随模钉体积比的增加而减小。9.期刊论文李春燕.薛岩松自冲铆接技术的工艺分类和连接特点-中国新技术新产品2008(11)本文介绍了一种新的连接工艺-自冲铆接工艺;划分了该工艺的不同类型以及各自的连接原理.对照电阻点焊工艺,介绍了自冲铆接工艺的优缺点,描述了自冲铆接的应用范围,指出了自冲铆接的应用前景.10.学位论文刘秀全自冲铆接工艺的试验研究和有限元数值模拟2007轻量化是汽车发展的趋势，而汽车车身轻量化的主要措施是在车身制造中大量使用铝合金等有色金属。连接是车身制造中的关键技术，由于电阻点焊不适用于有色金属材料的连接，所以开发新型高效的、高质量的连接工艺技术，以适应新材料、新结构连接技术的需求，是实现汽车车身轻量化关键的部分。本文在充分了解该技术的国内外研究现状和发展趋势的基础上，以自冲铆连接这种可用于轻量化车身制造的新型、高效连接技术为研究对象，分析了自冲铆连接的过程与机理、自冲铆连接理想状态外观，总结了自冲铆连接的失效形式：采用塑性有限元方法对自冲铆接过程进行了数值模拟，结合自冲铆接试验，验证了数值模拟结果的合理性；模拟分析了自冲铆接成形过程，探讨了自冲铆接半空心铆钉和板料的变形特点，得到成形过程中应力、应变分布规律；研究了自冲铆接成形工艺参数(凹模凸台高度、铆钉硬度、被连接板件材料的机械性能)对连接表观效果和强度的影响；通过对比试验，对自冲铆接工艺形成的接头和电阻点焊接头的搭接抗剪载荷和T型剥离连接的抗拉载荷进行了对比分析，证明自冲铆接连接力学性能优于电阻点焊接。引证文献(4条)1.楼铭.李永兵.黄舒彦.陈关龙模钉体积比对异种金属自冲铆接接头成形性能影响分析[期刊论文]-中国机械工程2009(15)2.何玉林.杨连发.吴丛强.陈奉军.毛献昌自穿孔铆接技术的研究现状及发展趋势[期刊论文]-装备制造技术2007(12)3.万淑敏.S.JackHu.李双义.张连洪.刘秀全半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定[期刊论文]-天津大学学报2007(04)4.黄志超板料连接技术进展[期刊论文]-锻压技术2006(04)本文链接：下载时间：2010年5月21日