半空心铆钉自冲铆接工艺的研究.pdf

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1、天津大学研究生毕业论文半空心铆钉自冲铆接工艺的研究StudyofTechnologyofSelf-PiercingRivetingofHalf-HollowRivets(申请硕士学位)专业车辆工程研究生李晓静指导教师李双义教授天津大学机械工程学院2005年1月中文摘要天津人学硕士学位论文摘要汽车的发展对汽车的经济性要求越来越高，而降低汽车自重是提高汽车经济性的重要措施之’。若要降低汽车自重，使用轻量化材料(如铝、塑料等)有很大的发展潜力；而轻量化材料的连接又不能使用传统的焊接方法。本文探讨-：}oo新的连接

2、方法一半空心铆钉的自冲铆接工艺。首先用试验探讨了半空心铆钉自冲铆接工艺的可行性。采用自行设计和加工的模具，自行设计和加工的3种规格的铆钉，采用wE一30万能材料试验机和自行配制的数据采集系统，对1丌1口铝+2rnm铝、0．4mm黄铜+2ram铝、lmm铝+1mm铝、0．4mm黄铜+lmm铝和2mm铝+2mm铝5种板料组合方案进行了试验和测试。测出了铆接过程中的行程一铆接力的关系曲线：对铆接的效果进行了分析和评价；找出了影响铆接质量的冈素；提出了为取得良好铆接质量而设计的修正方案。其次，分别利用DEFORM和

3、MSC．SUPERFORM两个数值模拟软件对铆接过程进行了数值模拟，将两个数值模拟软件的模拟结果与试验结果进行了比较：由此看出，lⅥsc．SUPERFORM模拟软件，无论是前处理过程，还是计算速度以及与试验结果的逼真度，都远优于DEFORM，因此，采用MSC．SUPERFORM软件更适合于模拟自冲铆接工艺。本文还对自冲铆接工艺进行参数化的数值模拟进行了探索。本课题的研究填补了困内研究的空白。关键词：汽车轻量化连接工艺自冲铆接数值模拟参数化AbstraetAbstractFueleconomyisaeverl

4、astingissueoftheautomotiveindustry．Lightweightoftheauto—mobileisoneoftheimportantmeasures．Theapplicationoflightweightmaterialsfsuchasaluminumandplasticetc)isexpectedtoshowsignificanteffectonreducingtheweightofautomobiles．Lightweightmaterialsaregenerallynot

5、suitabletoresistancespotwelding，Inthispaper，anewjoiningapproach⋯self-piercingrivetingofhalf-hollowrivets，isinvestiga—ted．Firstly，thefeasibilityofself-piercingrivetingofhalf-hollowrivetswasexperimentallyvalidated．Intheexperiments，fivekindsofspecimens(1-mmth

6、ickaluminumfor2-mmthickaluminum．O．4一mmthickbrassfor2-mmthickaluminum．1-l'mnthickaluminumfor1一nlmthickaluminum，0．4一mmthickbrassfor1-mmthickaluminum，and，2一mmthickaluminumfor2一／rimthickaluminum)weretestedonaWE一30testingmachinewithdatacollectionsystem，diesand3

7、kindsofrivetsweredevelopedbyourselves．Displacement-loadcurveintherivet-ingprocesswereobtained，andthetestresultsareanalyzedandevaluated．Factorsaffectingtherivetingqualityareanalyzedandanamendedschemetoacquirehigh——qualityrivetingres-·ultsisproposed．Secondly

8、，numericalsimulationsareperformedusingDEFORMandMSC．SUPERFO-RMsoftwaretosimulatetherivetingprocessseparately．Comparingthesimulatingresults谢mtheexperimentalresults．itCanbeconcludedthatMSC．SUPERFORMispriortoDEFO