本文關鍵詞：自沖鉚接半空心鉚釘工藝參數(shù)變化與成形質量的關系研究

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【摘要】：汽車行業(yè)快速發(fā)展帶來種種便利的同時也給環(huán)境帶來不小的壓力,同時人們越來越關注汽車燃油經(jīng)濟性,這就要求汽車廠家勢必對汽車進行輕量化,用鋁板或其它有色金屬來代替鋼板是汽車輕量化的有效手段。研究表明,半空心鉚釘自沖鉚接是解決鋁板和鋼板連接的有效方式,也是汽車輕量化的一種有效手段。半空心鉚釘?shù)脑O計參數(shù)及其成形工藝與成形后接頭強度之間的關系鮮有研究。因此,本論文研究半空心鉚釘自沖鉚接工藝參數(shù)變化與成形質量的關系,以期通過優(yōu)化鉚釘參數(shù)達到最佳的鉚接效果。本文首先利用有限元軟件DEFORM-2D對自沖鉚接過程進行仿真模擬,自行設計并改進制作了自沖鉚釘和鉚接設備,利用3D打印制作調(diào)試設備的對中裝置,快速且準確的完成設備調(diào)試。在鉚接總厚度4mm的板料時,沖頭端面與板料的距離為3.2mm,接頭鉚釘頭部與板料之間緊湊無縫隙。其次設計半空心鉚釘和凹模模具。利用數(shù)值模擬的方法對鉚釘參數(shù)進行優(yōu)化,參數(shù)分別是前角a與后角b、管腳尖部圓角半徑r和鉚釘管腿尖端與外徑之間的距離d,通過分析,確定a=40。、b=30。和r=0.04mm。最后加工不同d值的鉚釘進行鉚接實驗,并制作拉伸試樣和撕開試樣,利用萬能力學實驗機對不同參數(shù)d值的鉚接試樣進行拉伸實驗和撕開實驗,實驗表明拉伸試樣和撕開試樣產(chǎn)生最大拉力時,鉚接接頭已經(jīng)被破壞。鉚接拉伸試樣(撕開試樣)在初始位移處承受的載荷大小排序與拉伸試樣(撕開試樣)承受最大載荷的大小排序不一致。本文還對內(nèi)縮式鉚釘進行初步探索,對比內(nèi)縮式鉚釘和外擴式鉚釘鉚接后試樣的力學性能。無論是最大拉力還是在初始位移處,外擴式試樣承受的拉力均大于內(nèi)縮式試樣承受的拉力,可以判斷得出外擴式試樣的力學性能要優(yōu)于內(nèi)縮式試樣。
【關鍵詞】：半空心鉚釘 自沖鉚接 鉚接參數(shù) 參數(shù)分析 設備調(diào)試
【學位授予單位】：上海應用技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U466;TG938
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.1.1 課題研究背景12
• 1.1.2 課題研究意義12-13
• 1.2 自沖鉚接工藝類型及簡單介紹13-15
• 1.2.1 無鉚釘自沖鉚接工藝13
• 1.2.2 實心鉚釘自沖鉚接工藝13-14
• 1.2.3 半空心鉚釘自沖鉚接工藝14-15
• 1.3 自沖鉚接工藝國外試驗研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 對鉚接材料研究15-16
• 1.3.2 對接頭質量和鉚接參數(shù)研究16-18
• 1.4 自沖鉚接工藝國內(nèi)試驗研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.1 對模具和鉚接材料的研究18
• 1.4.2 對鉚接參數(shù)的研究18-19
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容和研究方法19-20
• 第二章 半空心鉚釘自沖鉚接數(shù)值模擬20-29
• 2.1 有限元軟件DEFORM介紹20-21
• 2.2 有限元模型21-23
• 2.2.1 幾何模型21
• 2.2.2 網(wǎng)格模型21-22
• 2.2.3 材料模型22-23
• 2.3 初始參數(shù)設置和網(wǎng)格重劃分23-25
• 2.3.1 接觸條件23
• 2.3.2 摩擦條件23-24
• 2.3.3 邊界條件24
• 2.3.4 斷裂準則24
• 2.3.5 其它參數(shù)設置24-25
• 2.4 自沖鉚接模擬過程25-28
• 2.4.1 應力應變分析及載荷分析25-26
• 2.4.2 載荷分析26-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第三章 自沖鉚接實驗裝置設計29-35
• 3.1 鉚接機構29-31
• 3.1.1 鉚接機構設計29-30
• 3.1.2 選擇彈簧30-31
• 3.2 3D打印產(chǎn)品應用在設備調(diào)試31-34
• 3.2.1 沖頭端面與凹模上表面距離確定32-33
• 3.2.2 調(diào)整凹模位置33
• 3.2.3 鉚釘安裝33-34
• 3.3 本章小結34-35
• 第四章 自沖鉚沖設計與加工35-40
• 4.1 鉚釘凹模設計及材料選擇35-38
• 4.1.1 鉚釘凹模設計35-36
• 4.1.2 鉚釘材料選擇36-38
• 4.2 數(shù)控加工鉚釘和凹模38-39
• 4.3 本章小結39-40
• 第五章 自沖鉚接實驗40-46
• 5.1 實驗準備40-41
• 5.1.1 鉚接試樣40
• 5.1.2 實驗設備40-41
• 5.2 鉚接質量評價方法41-42
• 5.2.1 觀測法41
• 5.2.2 直接實驗法41-42
• 5.3 實驗方案42-43
• 5.3.1 確定鉚接參數(shù)42
• 5.3.2 實驗方案制定42-43
• 5.4 鉚釘參數(shù)對鉚接質量的影響43-46
• 5.4.1 鉚釘管腳角度對鉚接質量影響43
• 5.4.2 鉚釘管腳尖部圓角半徑對鉚接質量影響43-44
• 5.4.3 參數(shù)D對鉚接質量影響44-46
• 第六章 自沖鉚接實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析46-58
• 6.1 剖面觀察46-47
• 6.2 拉伸實驗47-52
• 6.2.1 拉伸數(shù)據(jù)47-48
• 6.2.2 拉伸試樣在不同位移處拉力值的變化48-49
• 6.2.3 比較拉伸試樣在不同位移處所承受拉力49
• 6.2.4 拉伸試樣在不同位移處接頭的變化49-52
• 6.3 撕開實驗52-54
• 6.3.1 撕開試樣試驗數(shù)據(jù)52-53
• 6.3.2 拉伸試樣在不同位移處拉力值的變化53
• 6.3.3 比較撕開試樣在不同位移處所承受拉力53-54
• 6.4 內(nèi)縮式半空心鉚釘鉚接實驗54-55
• 6.4.1 拉伸實驗54-55
• 6.4.2 撕開實驗55
• 6.5 兩種鉚釘拉力對比55-57
• 6.5.1 剖面對比55-56
• 6.5.2 最大拉力對比56
• 6.5.3 在初始位移處拉伸試樣拉力比較56
• 6.5.4 在初始位移處撕開試樣拉力比較56-57
• 6.6 本章小結57-58
• 第七章 總結與展望58-60
• 7.1 論文結論58
• 7.2 實驗的不足與展望58-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63-64
• 攻讀學位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學術論文64

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本文編號：573851