高强钢-铝合金异质薄板无铆成形连接试验

针对性能差异较大的异质材料6061-T6铝合金和HC340/590DP双相钢的无损伤连接问题,对基于无铆成形连接的钢铝混合车身连接技术进行研究,通过试验研究了钢-铝无铆连接的成形规律以及不同搭接形式下的连接质量。分别对上钢下铝和上铝下钢两种无铆连接接头形式的连接质量进行研究,利用成形截面颈部厚度、自锁值、底部厚度等重要工艺参数,分析了成形力对接头质量的影响规律。通过拉剪试验研究了无铆接头的强度和能量吸收值。分析和试验结果表明,采用上钢下铝的连接方式,成形力为40 kN时无铆接头质量较好,其强度与安全性均符合设计指标的要求。

异质薄板无铆连接数值模拟及工艺参数影响规律

对异质材料无铆连接技术开展了研究,对比分析了上钢下铝接头和上铝下钢接头的截面形貌特征。以拉伸试验为基础,拟合参数后,建立了两种材料的本构模型。随后建立了上钢下铝无铆连接成形的有限元模型,通过试验验证了该模型预测成形接头的有效性。通过仿真分析了不同工艺参数对上钢下铝无铆接头的颈部厚度和自锁值的影响规律,具体工艺参数为成形力、凸模半径、凸模圆角、凹模半径及凹模深度。通过拉剪试验研究了上钢下铝无铆成形接头的强度。结果表明,数值模拟可以有效预测接头的成形过程,且接头的质量较好,其抗拉强度和抗剪强度较于设计指标分别提高了81.43%和62.35%。

高强钢-铝合金材料的流动应力模型研究及应用

目的研究常温下无铆连接中高强钢与铝合金材料的应力-应变关系以及本构模型的预测效果。方法通过拉伸试验初步研究材料性能,主要包括屈服强度、拉伸强度和伸长率等;然后采用4种流动应力模型描述塑性段,即本构模型,分别对两种材料的应力-应变关系进行表述。随后采用相关系数R值和平均绝对相对误差EAARE值评价4种模型预测应力的效果。结果4种本构模型均能够较好地描述两种材料的应力-应变关系,高强钢与铝合金材料拟合后的R值高于0.99,E_(AARE)值低于2%。结论通过对比分析,Voce模型表述高强钢材料应力-应变关系的效果更好,Swift模型表述铝合金材料应力-应变关系的效果更好,并成功应用于无铆连接工艺中,且误差均低于5%。

基于Kriging模型的钢铝异质板料无铆钉铆接结构工艺参数优化

针对钢铝异质板料无铆钉铆接成形接头力学性能差的问题,对铆接过程的结构工艺参数优化开展研究。以提高接头的最大抗拉力和抗剪力为目标,首先,建立了无铆钉铆接成形过程数值仿真模型,通过对比接头截面关键尺寸,验证了数值模型的可靠性;其次,对主要结构工艺参数进行拉丁超立方抽样试验,获取代表性样本点集及其数值仿真结果;随后,利用Kriging模型对接头的颈厚值和自锁值进行预测,预测相对误差小于10%,验证了Kriging模型的预测能力;最后,将Kriging模型与遗传算法相结合,进行结构工艺参数的多目标优化,采用优化后的结构工艺参数进行试验,无铆钉铆接接头的最大抗拉力提高了9.4%,最大抗剪切力提高了26.4%,验证了优化结果的有效性。

5052铝合金方盒件冲压成形变压边力技术

以5052铝合金方盒件精确冲压成形为研究对象,通过拉伸试验获得材料的性能和参数,绘制应力-应变曲线,考虑到材料的各向异性,建立5052铝合金方盒件冲压成形的数值模拟模型,并通过试验验证了模型的有效性。基于数值模型,研究了不同的工艺参数对方盒件冲压成形的影响规律,取得了常值工艺参数的最优组合为:压边力为15.932 kN、摩擦系数为0.175、冲压速度为1313 mm·s^-1。进一步研究不同变压边力下的方盒件的冲压成形性能,结果表明,施加Λ型变压边力加载方式可以改善成形质量、提高板材的成形性能。并将模拟下的方盒件与试验结果进行对比,结果相一致,验证了数值模拟的可靠性。