钢铝异种材料粘铆复合连接接头成形仿真研究

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1、分类号：U466单位代码：10183研究生学号：2015422096密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）钢铝异种材料粘铆复合连接接头成形仿真研究StudyonFormingSimulationofClinch-adhesiveJointsofSteelandAluminumDissimilarMaterials作者姓名：杨冠男专业：机械工程（车身工程）研究方向：车身轻量化技术指导教师：庄蔚敏教授培养单位：汽车工程学院2018年6月钢铝异种材料粘铆复合连接接头成形仿真研究Ｓｆ－ＳｔｕｄｏｎＦｏｒ

2、ｍｉｎｉｍｕｌａｔｉｏｎｏＣｌｉｎｃｈａｄｈｅｓｉｖｅＪｏｉｎｔｓｏｆＳｔｅｅｌｙｇａｎｄＡｌｕｍｉｎｕｍＤｉｓｓｉｍｉｌａｒＭａｔｅｒｉａｌｓ作者姓名：杨冠男？专业名称．机械工程（车身工程）指导教师：庄蔚敏教授学位类别：工学硕士答辩日期：年ｒ月邛日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不

3、在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年６月夕日摘要钢铝异种材料粘铆复合连接接头成形仿真研究铝合金被越来越多的应用于汽车车身，针对钢铝异种

4、材料连接，现阶段主要采用的连接技术包括：无铆钉铆接，自冲铆接和粘接。将粘接引入到无铆钉铆接当中，既可以提高接头的力学性能也能防止电化学腐蚀。在粘铆复合连接接头的研究领域，学者们主要针对宏观方面的接头力学性能展开研究，对于成形接头的形貌研究较少。接头的形貌不仅关系到接头的成形质量从而影响力学性能，还关系到接头的电化学腐蚀。本文中采用固化后铆接的粘铆复合连接接头制作工艺，对粘铆接头成形过程和成形形貌进行了研究，主要包括：选取合适的钢板、铝合金板材和粘接剂，并且采用万能拉伸机与VIC-3D非接触式应变测量仪相结

5、合的测量方式获得了材料的力学性能。建立单向拉伸有限元模型对三种材料的单向拉伸实验进行模拟，验证了力学性能参数的正确性。设计无铆钉铆接接头和粘铆复合连接接头实验，详细介绍了粘铆接头的制作方法。将实验得到的两种接头切出剖面，采用颈厚值与自锁值为标准，对两种接头的成形形貌进行了对比，得出结论：粘铆接头的颈厚值比铆接接头略小，自锁值减小近1/3。对粘铆接头进行了导电性测试，发现绝缘，由此证明粘接剂仍然存留在接头当中，隔绝了钢铝板材。建立有限元模型对铆接接头和粘铆接头进行了成形模拟，仿真结果与实验结果符合，借助仿真

6、成形过程对粘铆接头成形机理进行了研究。通过有限元仿真模型探究了胶层厚度、冲头行程、凹模深度、凹模直径和冲头圆角半径对于粘铆复合连接接头成形形貌的影响，并且分析了胶层分布的规律。关键词：粘铆接头，无铆钉铆接，胶接，成形仿真IAbstractStudyonFormingSimulationofClinch-adhesiveJointsofSteelandAluminumDissimilarMaterialsAluminumalloysareincreasinglyusedinautomotivebodies.

7、Forsteelandaluminumdissimilarmaterialsconnection,themainconnectiontechnologiesusedatthisstageinclude:Clinching,Self-piercingRivetingandBonding.TheintroductionofBondingintoClinchingimprovesthemechanicalpropertiesofthejointsandalsopreventselectrochemicalcor

8、rosion.Intheresearchfieldofadhesiveandclinchedjoints,scholarsmainlyfocusonthemechanicalpropertiesofthejoints,andtherearefewerstudiesonthemorphologyofjoints.Theappearanceofthejointsnotonlyaffectstheformingqualityofth