工業(yè)制造微型化的發(fā)展趨勢對連接工藝提出了新的挑戰(zhàn)。連接性能各具優(yōu)勢的異質(zhì)金屬材料,實現(xiàn)材料優(yōu)勢性能集成,對于優(yōu)化微型制件的結(jié)構(gòu)組元,提升其應用價值具有重要意義。然而,異質(zhì)金屬材料在塑性、強度和彈性模量等材料屬性上的差異,制約了現(xiàn)有微連接工藝穩(wěn)定實施,迫切需要發(fā)展異質(zhì)金屬材料微連接精確成形理論與工藝。激光沖擊微鉚接是結(jié)合激光沖擊微成形理論,提出的一種基于塑性成形原理的新連接工藝,該工藝利用激光誘發(fā)爆炸等離子體的沖擊波效應,使材料產(chǎn)生塑性變形而形成機械互鎖結(jié)構(gòu)。本文通過數(shù)值模擬的方法研究了激光沖擊微鉚接工藝變形機理,分析了工藝參數(shù)對鉚接過程及結(jié)果的影響,運用試驗設計與優(yōu)化方法獲取最佳工藝參數(shù)組合。分析激光沖擊微鉚接特點,解決了沖擊波壓力加載、材料本構(gòu)模型建立及求解時間確定等數(shù)值模擬關鍵技術,建立了激光沖擊微鉚接數(shù)值模擬模型,并通過實驗結(jié)果驗證數(shù)值模擬模型的可靠性。對數(shù)值模擬結(jié)果中箔材的應力、應變和厚度變化等動態(tài)響應進行分析,研究了變形過程中材料的溫升和沖擊波壓力的傳播過程。結(jié)果表明:成形過程可以劃分為軸向脹形變形、徑向擴張變形、互鎖結(jié)構(gòu)形成三個階段;厚度減薄嚴重的區(qū)域為連接上板中與連接下板... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２不同情況下焊縫幾何形狀實驗與模擬對比［１５］??Ｌａｐｓａｎｓｋａ等人［１６］研究了?Ａ１ＳＩ３０４不銹鋼箔的激光微搭接焊，結(jié)果表明隨著??激光能量的增加，焊道質(zhì)量逐漸變差?

自沖鉚接技術是通過沖頭將半空心鉚釘壓入板材內(nèi)，形成喇叭口達成自鎖的??連接工藝［１８］。Ｐｒｅｓｚ等人［１９，２Ｇ］通過數(shù)值模擬的方式研究了微鉚釘制造工藝對微接??頭質(zhì)量的影響，如圖１－３所示。研究結(jié)果表明在忽略工具強度和尺寸效應影響的??前提下，數(shù)值模擬的結(jié)果證明了不同微鉚釘制造工藝可以獲得足夠堅固的微鉚釘，??并獲得較高質(zhì)量的自沖鉚接微型接頭。但是將該工藝應用于微制造工業(yè)中仍然面??臨著許多難以解決的問題。??（ａ）?Ｓ，?ＦＩ?…ｖ：??．．．．?＇?ｒ?ｒ?以??＊?＊．?＊?？?＇?廠?＂?；－??（ｂ）

山東大學碩士學位論文??成一個相互鑲嵌的連接接頭，從而實現(xiàn)板材連接的機械連接方法［１８】，無鉚釘鉚接??工藝原理如圖１－４所示。１８９７年，無鉚釘鉚接技術在德國獲得專利。然而直到上??世紀８０年代，無鉚釘鉚接技術才開始作為一種新的板材連接技術被應用于工業(yè)??領域。??二：ｔ１：‘亡?＆肩＾■??．１：，?…—隱．??（ｉｘａＨＯＴｂｙＳｔｆｈｉｔｅｒ?Ｆｏｍｉｎｇ?，ｎｄｉｅ?Ｆｏｒｍｉｎｇ?ｏｆｉｎｔｅｒｌｏｃＫ?ＢａｃｋｓｔｒｏＫｅ??圖１￣４無鉚釘鉚接工藝原理??近三十年來，無鉚釘鉚接技術獲得重視并快速發(fā)展，國內(nèi)外眾多學者對無鉚??釘鉚接工藝進行了探究。ＭｕｃｈａｔＭ通過數(shù)值模擬的方式研究了工藝參數(shù)對無鉚釘??鉚接接頭強度的影響，并運用數(shù)值模擬的結(jié)果從微觀角度分析了變形區(qū)應力、應??變的分布情況，確定了有效的連接工藝參數(shù)，如圖１－５所示。??⑷?（ｂ）????ｆｅｍ?ｉｓｏ５?ｔｉ??１＝０－２６２??１＝０．１５５?，ｒ？ｖｒＴ?＾?？??＾?ｊ?ｆ?Ｃｈａｎｇｅ?ｉｎ?ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光微連接技術研究與應用進展[J]. 趙興科,邢德勝,劉大勇.  航空制造技術. 2017(12)
[2]塑性微成形技術研究進展[J]. 單德彬,徐杰,王春舉,郭斌.  中國材料進展. 2016(04)
[3]不同強度鋼鋁板材壓力連接匹配規(guī)律與優(yōu)化[J]. 黃信宏,陳吉清,周云郊,蘭鳳崇.  計算機集成制造系統(tǒng). 2012(05)
[4]鋼鋁板材壓力連接模具幾何參數(shù)多目標優(yōu)化[J]. 周云郊,蘭鳳崇,黃信宏,陳吉清.  材料科學與工藝. 2011(06)
[5]壓印連接工藝過程的數(shù)值模擬及實驗研究[J]. 馮模盛,何曉聰,嚴柯科,張玉濤.  科學技術與工程. 2011(23)
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡無鉚釘自沖鉚接頭力學性能預測[J]. 龍江啟,蘭鳳崇,陳吉清.  計算機集成制造系統(tǒng). 2009(08)
[7]激光沖擊約束層和吸收層的研究[J]. 張凌峰,張永康,任旭東,馮愛新.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2007(01)
[8]約束層對激光驅(qū)動沖擊波壓力影響機理的理論研究[J]. 顧永玉,張永康,張興權(quán),史建國.  物理學報. 2006(11)
[9]金屬板件壓接數(shù)值模擬及模具設計[J]. 楊小寧,佟錚,趙麗萍,王建斌,敖英海.  模具工業(yè). 2006(10)
[10]基于多目標優(yōu)化的扁擠壓筒結(jié)構(gòu)設計[J]. 馮秋紅,劉全坤,胡龍飛.  中國機械工程. 2006(17)

博士論文
[1]激光沖擊處理工藝過程數(shù)值建模與沖擊效應研究[D]. 胡永祥.上海交通大學 2008
[2]微塑性成形機理及精密微塑性體積成形裝置研究[D]. 王春舉.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[3]典型爆炸載荷下柱殼結(jié)構(gòu)的沖擊響應和破壞研究[D]. 范書群.中國科學技術大學 2007

碩士論文
[1]銅箔/開孔不銹鋼板激光沖擊鉚接實驗研究[D]. 王建峰.山東大學 2017
[2]激光間接沖擊金屬箔板剪切微鉚接工藝研究[D]. 李聰.江蘇大學 2017
[3]大厚度差及異質(zhì)板間的平底帶孔沖壓連接技術研究[D]. 黃倩.重慶大學 2016
[4]基于輕量化技術的汽車設計[D]. 張婕姝.沈陽航空航天大學 2016
[5]基于響應面法的鍛造預成形優(yōu)化設計方法研究[D]. 曹品金.山東大學 2013
[6]金屬板料激光沖擊多點復合成形的數(shù)值模擬和實驗研究[D]. 葉鎮(zhèn).江蘇大學 2010
[7]汽車后橋橫梁沖壓回彈控制與工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 鄭超.合肥工業(yè)大學 2007



本文編號：3002925