模钉体积比对异种金属自冲铆接接头成形性能影响分析

研究了自冲铆接中模钉体积比对铝-钢以及钢-铝铆接接头的影响。试验结果表明,当模钉体积比大于1时,铝-钢与钢-铝铆接接头都具有较大的底切量;同时,对于钢-铝铆接接头而言,较大的模钉体积比有利于减小铆钉内侧与上层钢板之间的接头空隙,保证接头的紧密性。

压铸铝与高强度钢自冲铆接成形质量与力学性能的研究

通过铆接接头截面组织分析和剪切、剥离以及十字拉伸试验,对JDA1b和HC340/590DP(JDA)、AlSi10MnMg-T7和HC340/590DP(ALSI)两种压铸铝和高强度钢自冲铆接的成形质量、力学性能以及失效形式进行了研究。结果表明:与JDA组铆接接头相比,ALSI组铆接接头的切底量较小、成形质量较差,随着下层板厚度的增加,两组铆接接头成形质量均有所下降。ALSI组铆接接头相较于JDA组铆接接头,力学性能和能量吸收较弱。随着下层板厚度的增加,在剪切工况和剥离工况中,两组铆接接头的峰值载荷以及能量吸收值均随之减小,而在十字拉伸工况中,两组铆接接头的峰值载荷以及能量吸收值均随之增加,其中ALSI组铆接接头的峰值载荷以及能量吸收值变化更为明显。两组铆接接头的失效形式主要为下层板与铆钉分离,仅有JDA组中下层板厚度为2.0 mm的十字拉伸试样出现了上层板断裂现象。

基于数值模拟的6016/ST13钢铝异种板材自冲铆接成形

以某汽车引擎盖上加强板的钢铝异种材料的自冲铆接作为研究对象,基于DEFORM-2D软件对1mm料厚的6016-T4铝合金与1.5mm料厚的ST13钢板之间的异种材料自冲铆接过程进行数值模拟,利用平底模具与凸点模具分别对不同放置顺序的板料进行铆接试验。研究结果表明:采用平底模具铆接且上层板料为6016-T4铝合金的组合方案时,钢铝异种材料的自冲铆接成形质量较优,底切量、钉头高度以及剩余厚度的试验值分别为0.617,0.067以及0.201mm。底切量、钉头高度以及剩余厚度的模拟值与试验值之间的相对误差分别为1.65%、4.69%以及2.9%,从而验证了数值模拟的正确性。此外,分析了钢铝异种材料自冲铆接的底切量与模具参数之间的关系。研究得知:底切量随着模具宽度的增加而逐渐增大,而伴随着模具深度的增加则表现出不断减小的变化规律。

基于正交试验的铝合金板料自冲铆接成形参数优化

以两层1.5mm料厚的5052-H32铝合金板料的自冲铆接为分析对象,选取铆接速度、模具深度、模具宽度以及模具凸台高度作为影响因素,以底切量作为评价指标,建立4因素3水平的正交试验,利用DEFORM-2D软件对不同工艺参数组合的自冲铆接过程进行数值模拟。通过方差分析得知,模具深度对底切量的影响比较显著,各工艺参数对底切量影响的主次顺序为模具深度>模具宽度>铆接速度>模具凸台高度。依据正交试验结果的分析得出自冲铆接的最优工艺方案为:铆接速度为10mm·s^-1、模具深度为1.3mm、模具宽度为8.5mm以及模具凸台高度为-0.1mm,底切量的模拟值为0.486mm。此外,借助铆接设备对优化方案进行试验验证。底切量的试验值为0.451mm,模拟值与试验值之间的相对误差为7.2%,从而验证了数值模拟的准确性。

基于响应曲面法的5052铝板自冲铆接成形工艺参数优化

以汽车电池包上两层2 mm料厚的AA5052-H32铝板的自冲铆接作为研究对象,基于DEFORM-2D软件及响应曲面法对自冲铆接工艺参数进行优化。借助中心设计组合法及有限元模拟结果,建立工艺参数与底切量之间的数学关系式,通过分析可得,模具宽度与模具深度对底切量的交互式影响最大。以模具宽度、模具深度以及模具凸台高度作为设计变量,将底切量作为铆接成形质量的优化目标,利用Design Expert软件进行优化,得出铝板自冲铆接的优化工艺参数为:模具深度为1. 45 mm,模具宽度为8. 95 mm,模具凸台高度为-0. 15 mm,底切量的响应值为0. 609 mm。此外,借助铆接设备对优化方案进行试验验证,底切量的试验值为0. 546 mm,试验值与响应值之间的相对误差为10. 34%,验证了响应面法应用于铝板自冲铆接成形工艺参数优化的准确性与可靠性。