輕量化對未來汽車的發(fā)展尤為重要,輕質(zhì)材料的使用是實現(xiàn)汽車輕量化的一種途徑。CFRP以其高強度、比重小等優(yōu)點逐步應用于汽車行業(yè),帶來的CFRP與金屬材料的連接難題急需解決。磁脈沖連接技術能夠高效地實現(xiàn)異種材料的連接,可以有效地解決CFRP與其他金屬材料的連接問題。本文提出了一種利用磁脈沖連接技術實現(xiàn)CFRP與鋁管壓焊連接的新結構。針對提出的磁脈沖壓焊連接結構,全文開展了數(shù)值模擬、工藝試驗,接頭力學性能檢測及微觀結構分析、連接機理分析等方面的研究。具體研究內(nèi)容如下:首先,本文使用LS-DYNA商業(yè)軟件,建立能夠耦合電磁場與結構場的數(shù)值模型,采用邊界元和有限元方法模擬了磁脈沖壓焊過程,分析了外管感應電流、電磁力的分布情況以及變形過程。結果表明,外管上的感應電流沿環(huán)向分布且集中于與集磁器正對的位置,外管所受電磁力指向圓心方向,外管上的感應電流和所受電磁力都集中在外管的外表面。外管變形結果與試驗近似吻合。放電能量越大,外管所受的電磁力越大,與襯管的碰撞速度越高,加速時間越短。其次,根據(jù)數(shù)值模擬與預試驗結果,在不同放電能量的條件下,進行磁脈沖壓焊工藝試驗。采用光子多普勒測速系統(tǒng)(PDV)獲取了外管...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 磁脈沖連接技術
        1.2.1 磁脈沖連接技術的原理
        1.2.2 磁脈沖連接的特點及應用
    1.3 管件磁脈沖連接技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 管件磁脈沖焊接的研究概況
        1.3.2 管件磁脈沖壓接的研究概況
    1.4 本文研究意義與主要內(nèi)容
第2章 磁脈沖管件壓焊數(shù)值模擬
    2.1 引言
    2.2 鋁-CFRP管件磁脈沖壓焊連接結構
    2.3 磁脈沖管件壓焊仿真模型的建立
        2.3.1 分析流程
        2.3.2 數(shù)值模擬前處理
    2.4 磁脈沖壓焊數(shù)值模擬結果分析
        2.4.1 電磁場分析
        2.4.2 結構場分析
    2.5 本章小結
第3章 磁脈沖管件壓焊工藝試驗及力學性能測試
    3.1 引言
    3.2 磁脈沖管件壓焊工藝試驗
        3.2.1 試驗材料
        3.2.2 試驗設備與工裝
        3.2.3 磁脈沖壓焊工藝試驗方案
    3.3 磁脈沖管件壓焊孔參數(shù)及外管速度的獲取
        3.3.1 磁脈沖壓焊碳纖維孔參數(shù)的確定
        3.3.2 磁脈沖管件壓焊件的宏觀形貌
        3.3.3 外管速度的獲取
    3.4 磁脈沖壓焊接頭力學性能研究
        3.4.1 拉伸試驗設備及方法
        3.4.2 拉伸試驗結果
        3.4.3 扭轉試驗設備及方法
        3.4.4 扭轉試驗結果
    3.5 本章小結
第4章 磁脈沖壓焊微觀結構及連接機理分析
    4.1 引言
    4.2 磁脈沖壓焊接頭微觀結構分析
        4.2.1 焊接區(qū)微觀界面分析
        4.2.2 CFRP微觀形貌分析
        4.2.3 磁脈沖壓焊外管倒角處微觀結構及硬化分析
    4.3 磁脈沖壓焊機理分析
        4.3.1 磁脈沖焊接的實現(xiàn)條件
        4.3.2 磁脈沖壓焊接頭焊接區(qū)研究
        4.3.3 磁脈沖壓焊機理分析
    4.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3840519