本文關(guān)鍵詞：基于熱影響的鋼鋁異種材料零件連接研究

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【摘要】：近年來,隨著國內(nèi)汽車數(shù)量的增加,能源消耗以及環(huán)境污染等問題越來越受到社會(huì)的關(guān)注,汽車輕量化已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑之一。其中鋼鋁混合車身在實(shí)現(xiàn)車身輕量化方面有突出的優(yōu)勢,與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)車身相比,鋼鋁混合車身是指在車身中,用高強(qiáng)度鋼板和鋁合金等輕質(zhì)材料來替代車身結(jié)構(gòu)中的某些構(gòu)件。但是鋼鋁混合車身不得不面臨鋼鋁連接熱變形的問題,因?yàn)槠嚨闹圃毂仨氁?jīng)歷涂裝工藝,在涂裝加熱的過程中,由于鋼和鋁熱膨脹特性的差異,會(huì)使連接到一起的鋼和鋁膨脹量不一致,從而產(chǎn)生熱變形,這樣不僅可能導(dǎo)致鋼鋁連接件的凹陷和翹曲,以至于影響裝配,甚至有可能會(huì)引起鋼鋁連接失效。因此分析加熱條件下,影響鋼鋁連接結(jié)構(gòu)的因素變得十分有必要。本文分別分析了在涂裝加熱工藝下的鋼鋁粘接結(jié)構(gòu)和鋼鋁鉚接結(jié)構(gòu),選用的材料是Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼和5754鋁合金。首先探究了鋼和鋁的熱膨脹機(jī)理,分析了鋼和鋁的熱膨脹系數(shù)隨溫度的變化情況,通過實(shí)驗(yàn)獲取了Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼和5754鋁合金準(zhǔn)確的熱膨脹系數(shù),以及真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線。建立鋼板和鋁板的熱膨脹有限元模型,并通過熱膨脹系數(shù)的理論計(jì)算公式來驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性�；阡摪搴弯X板熱膨脹模型,建立了涂裝加熱工藝中鋼板和鋁板的粘接模型,首先選取模擬鋼板和鋁板的材料模型;然后對比共節(jié)點(diǎn)連接、梁單元連接和內(nèi)聚力模型,選擇了合適的膠粘接頭模擬方法;最后通過加熱條件下的鋼鋁粘接實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證鋼板和鋁板粘接模型的可靠性。在得到準(zhǔn)確的鋼鋁膠粘模型的基礎(chǔ)上,分析了膠層寬度、膠粘劑的彈性模量和母材厚度對鋼鋁粘接件熱變形的影響,以及母材厚度和膠層的厚度對膠接接頭強(qiáng)度的影響,為降低涂裝工藝下熱變形的不良影響,以及提高鋼鋁粘接強(qiáng)度提供了參考。基于鋼板和鋁板熱膨脹模型,建立涂裝加熱工藝中鋼鋁鉚接模型,分析加熱環(huán)境下鋼板和鋁板的放置順序?qū)︺T接接頭強(qiáng)度的影響,即上面板件為鋼下面板件為鋁合金(上鋼下鋁)和上面板件為鋁合金下面板件為鋼(上鋁下鋼)這兩種情況,得到了涂裝工藝中,板件放置順序?qū)︿撲X鉚接接頭強(qiáng)度的影響;同時(shí)分析了涂裝溫度下,鉚接位置對鋼鋁鉚接熱變形的影響,為探究涂裝工藝對鋼鋁鉚接接頭強(qiáng)度的影響因素,以及改善鋼鋁鉚接件熱變形問題提供了參考。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U466

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本文編號(hào)：1270593