铆压重塑形工艺的铆钉优化与试验研究

为解决传统机械变形压力连接存在较高凸起的问题并增加连接强度,提出了一种采用特制铆钉的铆压重塑形工艺。该工艺在无铆连接工艺后将铆钉置于连接点的凹坑内,然后压缩凸起处使凸起高度降低。采用DEFORM-2D软件对铆压重塑形工艺进行有限元分析,得到了连接点的最大拉伸强度;采用正交试验方法对铆钉尺寸进行了设计优化,得到了能实现最大拉伸强度的铆钉尺寸。在铆压重塑形试验中,连接点的凸起高度从1.6 mm降低到了1.1 mm;平均拉伸强度从950.6N提高到1 130.7N,即重塑形后的拉伸强度比重塑形前提高了18.9%;平均剪切强度从1 168.6N提高到2 636.1N,即重塑形后的剪切强度比重塑形前提高了125.6%。由此证明,铆压重塑形工艺可有效降低凸起高度,并且能提高连接点的强度。

基于遗传算法的钉孔布局设计优化

该文建立了铆钉连接的有限元三维接触分析模型,通过预紧力单元法施加预紧力,以螺钉y坐标为优化变量,以螺钉的最大应力最小为优化目标,运用MATLAB编写遗传算法程序,实现MATLAB-ANSYS联合仿真优化。通过对铆钉位置的优化,提出了一种工程上对铆钉布局进行优化的新方法。该方法可设置指定指标为优化目标,包括板的最大应力、螺钉的最大应力、板的挤压应力等,通过惩罚函数实现约束,可实现工程连接件某个目标的优化。