發(fā)布時間：2018-09-12 14:46

【摘要】：無鉚釘鉚接技術廣泛應用于汽車車身裝配連接中。零部件連接部位的應力集中使其成為整個結構的疲勞破壞部位,因此鉚接結構件的抗疲勞性對汽車使用的安全性具有重要作用。由于無鉚釘鉚接點位置通常就是結構的疲勞破壞位置,鉚接點位置合理的布置不僅可以延長汽車結構的使用壽命,同時也會節(jié)省材料,對汽車輕量化起著積極作用。本文的主要研究目標是通過分析兩個無鉚釘鉚接點的剪切結構和剝離結構的疲勞壽命,得到鉚接點不同離邊間距和鉚接結構上下板件的搭接尺寸對剪切結構和剝離結構的疲勞性能影響,從而得到鉚接點的位置布置規(guī)律。針對這一研究目標,本文主要從以下幾個方面展開研究:(一)通過各種無鉚釘鉚接接頭結構件試驗,得到剪切結構和剝離結構的最大承載拉力和疲勞壽命;(二)通過有限元仿真得到剪切結構和剝離結構的靜態(tài)和疲勞參量,并同試驗參數(shù)對比,驗證所建立模型的有效性;(三)通過驗證后的有限元模型,模擬預測不同鉚接點離邊間距和板件不同搭接尺寸下的剪切件和剝離件的疲勞特性,從而得到剪切結構和剝離結構的無鉚釘鉚接接頭布置規(guī)律。本文對Al5052材料進行了準靜態(tài)拉伸試驗,得到材料的屈服極限和強度極限。同時對剪切結構和剝離結構進行準靜態(tài)拉伸試驗,得到兩種結構可承受的最大拉力載荷。依據(jù)得到的試驗數(shù)據(jù)確定剪切結構疲勞試驗時的疲勞載荷。通過建立有限元仿真模型并將仿真得到的準靜態(tài)拉伸結果同試驗結果對比,驗證所建立剪切結構和剝離結構模型的有效性。同時仿真預測部分剪切結構件的疲勞壽命,并同試驗結構對比,得出仿真預測壽命比試驗壽命普遍短,考慮疲勞試驗時離散度的影響,壽命誤差基本在一個量級內。并且不同離邊間距和搭接尺寸的剪切件仿真和試驗得到的壽命規(guī)律分布一致,從疲勞角度也進一步驗證了所建立有限元模型的有效性。最后對三種離邊間距和四種搭接尺寸的剪切結構進行單載荷工況的疲勞分析,對三種離邊間距和三種搭接尺寸的剝離結構進行高、低兩種單級載荷譜疲勞分析,得到如何布置兩鉚接點位置使剪切結構和剝離結構有最佳的使用壽命。
[Abstract]:Rivetless riveting technology is widely used in automobile body assembly connection. The stress concentration of the connecting parts makes it become the fatigue failure part of the whole structure, so the fatigue resistance of riveted structural parts plays an important role in the safety of automobile use. Because the rivetless riveting point position is usually the fatigue failure position of the structure, the rational arrangement of riveting point position can not only prolong the service life of the automobile structure, but also save the material, which plays an active role in the automobile lightweight. The main research goal of this paper is to analyze the fatigue life of two rivet-free riveting points, the shear structure and the peeling structure. The effects of different distance between riveting points and the size of upper and lower plate of riveting structure on the fatigue performance of shear structure and peeling structure are obtained, and the location of riveting points is obtained. In view of this research goal, this paper mainly carries out the research from the following several aspects: (1) through various kinds of rivetless riveted joint structural parts test, The maximum load-bearing tensile force and fatigue life of shearing and peeling structures are obtained. (2) static and fatigue parameters of shearing and peeling structures are obtained by finite element simulation and compared with experimental parameters. The validity of the established model is verified. (3) through the verified finite element model, the fatigue characteristics of shearing and peeling parts with different riveting points and different lap sizes are simulated and predicted. Thus, the arrangement of riveted joints without rivets in shearing structure and peeling structure is obtained. In this paper, the quasi static tensile test of Al5052 material is carried out, and the yield and strength limits of the material are obtained. At the same time, quasi static tensile tests of shear structure and peeling structure were carried out, and the maximum tensile load of the two structures was obtained. The fatigue load of shear structure during fatigue test is determined according to the experimental data. By establishing the finite element simulation model and comparing the simulated quasi-static tensile results with the experimental results, the validity of the proposed shear and peeling structure models is verified. At the same time, the fatigue life of some shear structural parts is predicted by simulation, and compared with the experimental structure, it is concluded that the predicted life of simulation is generally shorter than that of test. Considering the influence of dispersion in fatigue test, the life error is within one order of magnitude. The life distribution of shear parts with different spacings and lap sizes is consistent with the experimental results. The validity of the proposed finite element model is further verified from the fatigue point of view. Finally, the fatigue analysis of three kinds of shear structures with separated edge spacing and four kinds of lap sizes is carried out under single load condition, and the high and low single load spectrum fatigue analysis of three kinds of delamination structures and three kinds of delamination structures are carried out. The optimal service life of shearing and peeling structures is obtained by arranging two riveting points.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U466

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本文編號：2239361