基于DEFORM的5052铝合金板料防水铆接成形研究

以新能源汽车电池包中两层1.5 mm厚度的5052铝合金板料铆接成形为研究对象,基于板料铆接后的防水要求设计了一种新结构铆钉,并借助DEFORM-2D有限元软件模拟了板料铆接成形过程,利用安装模具和铆接设备对模拟结果进行试验验证。研究得到钉头高度、剩余厚度、铆钉与上层板的互锁长度以及下层板与上层板的互锁长度的有限元模拟值分别为0.038、0.210、0.526和0.505 mm;模拟值与试验值之间的相对误差分别为7.89%、7.14%、6.08%和12.67%,从而验证了DEFORM仿真应用于板料铆接成形模拟的可靠性。此外,通过模拟分析得知:铆接成形后的互锁长度随着铆接速度以及安装模具宽度的不断增大表现出增加的变化规律,而随着安装模具深度的增加呈现出逐渐减小的变化趋势。

基于Deform-2D的铝合金板料自冲铆接质量的研究

以电动汽车电池箱中铝合金板料的铆接为研究对象,利用Deform-2D软件,建立板料自冲铆接的有限元模型,并对两层1.5 mm料厚的5052-H32铝合金板料的自冲铆接过程进行有限元仿真,借助铆接设备与安装模具对仿真结果进行试验验证,得到互锁长度、残余厚度和钉头高度的模拟值与试验值之间的相对误差分别为11.46%、5.37%和2.86%,从而验证了有限元仿真的正确性。在有限元仿真的基础上,分析了工艺参数对板料铆接质量的影响变化趋势。研究结果表明:互锁长度随着模具凸台高度以及铆接速度的增加而增大,而随着模具深度的增大呈现不断减小的趋势;钉头高度与残余厚度随着模具凸台高度及铆接速度的增加而不断减小,而随着模具深度的增加则呈现逐渐增大的变化规律。

响应曲面法优化钢铝异种材料自冲铆接工艺参数的研究

以电动汽车上钢铝异种板材的自冲铆接作为分析对象,利用Deform-2D软件建立1.5 mm料厚的DC03钢板与1 mm料厚的6016-T4铝板的自冲铆接有限元模型。将模具深度、模具宽度及铆接速度作为影响因素,以互锁长度作为优化目标,运用响应曲面法对钢铝异种板材的自冲铆接工艺参数进行优化。研究得知:铆接速度与模具宽度对互锁长度的交互式影响最大,模具宽度与模具深度的交互式影响次之,铆接速度与模具深度的交互式影响最小。DC03/6016-T4异种板材自冲铆接的优化工艺参数组合方案为:铆接速度为40 mm·s-1,模具宽度为9.77 mm,模具深度为1.69 mm,互锁长度的响应值为0.616 mm。通过对优化后的铆接工艺参数的组合方案进行实际验证,测量得出互锁长度的试验值为0.547 mm,响应曲面优化值与试验值两者之间的相对误差为11.2%,从而为企业的实际生产提供参考。