铆钉高度对胶铆复合连接接头性能的影响

以1mm厚的DC04钢板与2mm厚的5052铝合金板为铆接对象,在两板之间添加厚度为0.1mm、0.2mm、0.3mm的结构胶,并分别用4mm、5mm和6mm高的铆钉制备自冲铆接接头。通过拉伸剪切试验分析失效形式、观察不同接头的截面成形,并通过电化学腐蚀试验研究添加结构胶对接头的耐蚀性影响。结果表明:铆钉高度一定时,胶厚为0.1mm的接头拉剪强度最大,胶厚的增加会减小接头的内锁值。不同高度的铆钉会造成接头不同的失效形式,4mm高的铆钉接头的主要失效形式为胶层失效后上下板分离;5mm高的铆钉接头失效形式是铆钉脱离下板失效;6mm高的铆钉失效形式为上板撕裂,铆钉脱离上板失效。添加结构胶可以提高接头的耐蚀性,且随着胶厚的增加,耐蚀性也随之增加。

平点自冲铆接过程的数值模拟分析

为研究平点自冲铆接过程,以两层厚度均为1mm的铝板AL-1100以及材质结构为合金结构钢DIN 14NiCr14的半空心铆钉为研究对象,借助于有限元分析软件Deform-2D进行数值模拟并得到强度合适的接头以及冲头载荷随位移变化的曲线;选取接头自锁量和底部最小厚度作为评价指标,研究了不同铆钉高度对接头的影响。结果表明:平点自冲铆接技术是可行的;铆钉腿部的变形是引起冲头载荷迅速增加的主要因素;随着铆钉高度的增加,两个评价指标的变化曲线几乎呈线性关系。

铝板与复合材料板碾铆连接质量的影响因素

通过铝板与复合板料碾铆连接与拉伸试验,分析了有无垫圈、不同预留高度及孔径对铝板与复合板料碾铆连接件连接质量的影响。试验结果表明:垫圈对抗拉伸性能影响最大,加垫圈试件比不加垫圈试件承载能力可提升50%左右;预留高度对连接性能有一定影响,随着预留高度增大,试件抗拉伸性能下降,预留高度为1mm和2mm时承载能力相差不大;孔径对连接强度影响较小,综合对比孔径分别为5.9、6.0、6.1mm试件可知,当孔径取6.0mm时试验结果较优。对钢铆钉进行了金相试验,从微观组织方面阐述了试件连接性能提升的机理。选取铜、铝铆钉进行碾铆及拉伸试验,所得结论相似。不同时间长度的腐蚀试验则表明较短时间内的硫酸溶液腐蚀对铆接件的拉伸性能影响较小。

铝锂合金薄板自动钻铆残余应力特性

利用主应力法推导了铆接壁板所受压力的力学公式,将壁板等效为厚壁圆筒,根据空间轴对称问题求解方法,得出铆接孔孔壁处径向和周向残余应力的表达式,理论分析结果可以合理解释镦头高度和钉孔直径对孔壁处残余应力的影响规律:随着镦头高度和钉孔直径的变化,孔壁各处径向残余应力的变化并不明显,而周向残余应力的变化十分显著;镦头高度和孔径尺寸的增加使周向残余压应力的绝对值下降,甚至出现残余压应力转变为残余拉应力的情况.对于孔壁处残余应力沿板厚方向的分布,采用有限元方法进行分析.结果表明,上、下壁板间应力存在突变,下壁板孔壁处残余应力呈"C"型分布.得出铝锂合金材料在自动钻铆过程中相关工艺参数的合理取值.

气动锤铆试验台设计与工艺研究

为研究锤铆工艺,设计了一种能进行锤铆试验的试验台,加入相关的电气元件,实现对输入气压和铆接时间等参数的控制;用正交试验方法设计了试验方案,并在设计好的试验台上进行了锤铆试验,试验得到在不同输入气压、不同铆接时间下铆钉的镦头高度,结果表明,输入气压和铆接时间是影响锤铆工艺的重要参数,在输入气压为0.5 MPa,铆接时间为2 s时,能得到符合要求的镦头高度,并且输入气压的影响大于铆接时间。

方头铆保持架性能分析

主要阐述了保持架座支柱伸出保持架盖部分的铆后的长度与高度对保持架性能的影响。运用SolidWorks有限元软件计算出在不同的支柱铆后长度、不同的支柱铆后高度时保持架的强度,最后根据不同情况下的对比结果选择合理的铆后长度和铆后高度,为保持架支柱的铆合参数提供一个理论依据。

基于位移传感器的汽车门锁铆点高度测量系统

汽车门锁铆点高度检测是门锁装配质量检测中一道重要的工序。为了测量沾染油污的汽车门锁铆点的高度,设计了一种基于电阻式位移传感器的高度测量系统,系统由硬件和软件2部分组成。首先,对系统的硬件进行了设计;其次,针对位移传感器的输出非线性问题,提出了一种基于电压补偿的传感器误差校正方法;为了消除传感器安装而导致的系统误差,设计了一种基准误差校正模型;最后,提出了一种铆点高度计算方法。实验数据表明:系统的重复测量精度小于0.01 mm,符合系统的测量精度要求。

自冲铆接铆钉材料流场的数值模拟研究

以厚度为2 mm的同种AA5052铝合金板料为铆接对象,利用Simufact Forming16.0软件建立铝合金自冲铆接的仿真模型。设定不同水平的铆钉内腔高度和铆钉高度,分别进行模型非线性有限元计算。分析了不同铆钉工艺参数下铆钉材料流场变化以及对接头成形质量和铆接最大冲压载荷的影响。试验表明:仿真结果与实际的接头截面成形效果相似,接头主要变形区域内的板料流速较大;较小内腔高度的铆钉形成的接头内锁结构更优,残余底厚为0.784 mm、钉脚张开度为1.058 mm,铆钉材料径向流速更快;钉脚张开度、铆钉材料径向流速和铆接的最大冲压载荷均随着铆钉高度的增加而增大,残余底厚随着铆钉高度的增加而减小。

高宽比对锁铆连接冷弯型钢剪力墙力学性能的影响研究

为将锁铆连接代替传统螺钉连接引入冷弯型钢剪力墙中,通过对四面足尺的锁铆连接冷弯型钢剪力墙进行了单调与往复加载的试验研究,并结合有限元数值分析,探明了高宽比对锁铆连接剪力墙力学性能的影响;在螺钉连接剪力墙抗剪承载力和刚度折减计算方法的基础上,提出了适用于锁铆连接剪力墙抗剪承载力和刚度的折减计算方法及其高宽比限值。结果表明:高宽比对锁铆连接剪力墙的破坏模式影响较小,而对其抗剪承载力、刚度和变形能力影响显著;采用北美规范AISI S400对不同高宽比的锁铆连接剪力墙抗剪承载力和刚度的折减程度偏于保守,提出的折减计算方法可为预测锁铆连接剪力墙的折减程度提供依据,并建议锁铆连接剪力墙高宽比限值为9∶4。

基板宽度与铆钉高度对单搭自冲铆接头准静态力学性能的影响

自冲铆(SPR)是一种可以实现汽车车身结构轻量化重要薄板材料连接技术。为研究基板宽度与铆钉高度对自冲铆接头准静态力学性能的影响,测试获得最优铆接参数,制备两组均为单搭搭接长度20 mm基板宽度为20 mm的S(铆钉高度为5 mm)和SFX(铆钉高度为6 mm),一组搭接长度为40 mm基板宽度为40 mm的S-的5052铝合金自冲铆接头。基于准静态力学实验,分析各组接头的强度、刚度、失效形式以及能量吸收水平。结果表明:S-组失效载荷约为SFX组1.10倍,SFX组失效载荷约为S组1.24倍;S-组刚度大于SFX组,SFX组大于S组。三组自冲铆接头失效模式均为铆钉与上板从下板拉脱,铆钉头出现不同程度下陷;S-组能量吸收值约为SFX组的1.08倍,SFX组约为S组的1.76倍。

铁道车辆热铆连接的有限元分析

为了进一步研究铁道车辆热铆连接过程,基于热固耦合有限元理论建立铆钉和铆接件的有限元模型,模拟热铆连接过程,并结合试验进行验证。将热铆连接变形过程分为6个阶段,分析铆钉在热铆连接过程中的受力和变形情况,并通过改变铆钉钉杆长度和镦头高度,分析不同参数对热铆连接的影响,并得到最佳热铆参数。结果表明:铆钉的最大应力集中在铆钉镦头和与铆接件边缘相接触的中心部位,最大应变集中在镦头靠近铆接件边缘的位置;钉杆长度小于一定值时,铆钉的最大应力均发生在铆钉镦头顶部和镦头与铆接件边缘相接触的中心部位,超过该值时,应力集中位置只出现在铆钉镦头顶部;铆钉的最大应力随镦头高度总体呈下降趋势。

基于ABAQUS的气动锤铆研究

为了减少气动锤铆仿真所需的试验参数,并降低气动锤铆仿真的计算难度,基于冲量定理提出一种对气动锤铆进行仿真分析的方法。首先,介绍了气动锤铆原理,并以铆克为对象,对气动铆枪的动力学过程进行了分析,得到单次冲击周期、冲击力峰值和能量转移率的关系式。以此为理论基础,同时基于ABAQUS软件建立了气动锤铆的动力学有限元模型。然后,进行了气动锤铆试验,将试验所对应的铆克质量、冲击力峰值及冲击频率输入了有限元模型。最后,将得到的模型结果和试验结果,从镦头直径、镦头高度以及铆钉直径3个方面进行了对比,模型结果和试验结果的相对误差均在2%以内。结果表明提出的仿真分析方法是正确、有效的。