本文關(guān)鍵詞：無鉚釘連接工藝對鋼鋁材料連接疲勞特性影響研究

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【摘要】：汽車行業(yè)的快速發(fā)展,導(dǎo)致了近些年能源以及環(huán)境方面的問題日益嚴(yán)重。汽車輕量化作為緩解這些問題的一個(gè)重要的技術(shù)手段越來越受到人們的重視。而先進(jìn)高強(qiáng)鋼以及鋁合金作為優(yōu)越的輕量化材料正在越來越多的應(yīng)用于汽車生產(chǎn)上,那么如何更好的解決他們之間的連接問題成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。降低車身質(zhì)量的方法主要從三方面進(jìn)行,使用新的材料、車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化和采用新的制造工藝�，F(xiàn)在的研究在這三方面都比較深入,但是考慮到汽車是大規(guī)模批量生產(chǎn)的工業(yè)品,成本和可持續(xù)性是不可忽視的一個(gè)重要方面,這也一定程度上限制了新材料的使用。車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化是車身方面一直比較重視的研究領(lǐng)域,現(xiàn)在已經(jīng)非常的成熟和發(fā)達(dá),從車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面大幅度的提高汽車車身的材料利用率、降低車身質(zhì)量顯然是不太現(xiàn)實(shí)的。所以本文的研究是從新的制造工藝進(jìn)行展開研究的,傳統(tǒng)的車身連接工藝使用都有一定的限制,如點(diǎn)焊工藝的缺點(diǎn)是焊點(diǎn)不穩(wěn)定,易生成雜質(zhì);鉚接工藝的缺點(diǎn)是外觀差,鉚接效率比較低;粘接工藝在高溫固化時(shí)容易發(fā)生變形。而且在高強(qiáng)鋼特別是超高強(qiáng)鋼和鋁合金異種金屬的連接方面,接頭質(zhì)量都是差強(qiáng)人意,不能滿足實(shí)際需要。這里創(chuàng)新性的采用將傳統(tǒng)自沖鉚接連接技術(shù)和熱成形加工工藝相結(jié)合的方式用于高強(qiáng)鋼和鋁合金的連接方面。本文的研究也從這方面展開。對高強(qiáng)鋼進(jìn)行批量熱處理,并且將不同的加熱和冷卻方式的熱處理結(jié)果進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)采用“鹽浴法”進(jìn)行批量加熱,用淬火油進(jìn)行批量冷卻得到的熱處理結(jié)果氧化較少、材料變形較小、熱處理結(jié)果比較穩(wěn)定。對熱處理后的高強(qiáng)鋼材料進(jìn)行靜力學(xué)和疲勞試驗(yàn),和未經(jīng)過處理的原材料高強(qiáng)鋼進(jìn)行對比,分析熱處理工藝對高強(qiáng)鋼材料的影響,以及經(jīng)過熱處理以后高強(qiáng)鋼材料是否滿足實(shí)際需要。設(shè)計(jì)鉚接模具,對熱處理后的高強(qiáng)鋼和鋁合金材料進(jìn)行鉚接成形試驗(yàn)。進(jìn)行高強(qiáng)鋼和鋁合金材料的不同布置方式和不同的成形參數(shù)對鉚接成形接頭質(zhì)量影響的研究,從得到的鉚接接頭的形狀和鉚接接頭的質(zhì)量來確定最佳的材料布置形式和最佳的成形參數(shù),在最佳的成形工藝參數(shù)下得到一批異種金屬的無鉚釘鉚接試件,用來進(jìn)行接下來的研究。對得到的無鉚釘鉚接接頭進(jìn)行靜力學(xué)和疲勞試驗(yàn),通過成組疲勞試驗(yàn)法獲得鉚接接頭的S-N曲線,進(jìn)而研究鉚接接頭的疲勞特性。從得到的試驗(yàn)結(jié)果來確定所得到的鉚接接頭是否滿足實(shí)際需要。
【關(guān)鍵詞】：鋼鋁連接 無鉚釘鉚接 熱成形 疲勞特性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U465.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 研究背景12-15
• 1.2 無鉚釘鉚接工藝15-18
• 1.2.1 無鉚釘鉚接工藝過程15-16
• 1.2.2 無鉚釘鉚接工藝的優(yōu)缺點(diǎn)16-18
• 1.3 高強(qiáng)鋼的熱成形工藝18-21
• 1.3.1 高強(qiáng)鋼的熱成形過程18-19
• 1.3.2 熱成形高強(qiáng)鋼的優(yōu)缺點(diǎn)19-21
• 1.4 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線21-22
• 1.4.1 本文研究內(nèi)容21
• 1.4.2 研究的技術(shù)路線21-22
• 1.5 研究意義和可行性分析22-23
• 1.6 本章小結(jié)23-24
• 第2章 自沖鉚疲勞分析理論基礎(chǔ)24-32
• 2.1 疲勞概念及抗疲勞設(shè)計(jì)24-26
• 2.1.1 疲勞概念24
• 2.1.2 疲勞研究的意義24-25
• 2.1.3 抗疲勞設(shè)計(jì)25-26
• 2.2 自沖鉚接頭的疲勞破壞機(jī)制26-27
• 2.2.1 自沖鉚接頭疲勞裂紋的萌生26
• 2.2.2 自沖鉚接頭疲勞裂紋的擴(kuò)展26-27
• 2.2.3 自沖鉚接頭的疲勞破壞27
• 2.3 影響疲勞強(qiáng)度的因素27-28
• 2.3.1 形狀及表面加工的影響27
• 2.3.2 尺寸效應(yīng)27
• 2.3.3 載荷持續(xù)情況的影響27-28
• 2.3.4 平均應(yīng)力的影響28
• 2.4 疲勞分析方法與疲勞設(shè)計(jì)方法28-30
• 2.4.1 無限壽命設(shè)計(jì)方法28-29
• 2.4.2 有限壽命設(shè)計(jì)方法29
• 2.4.3 損傷容限設(shè)計(jì)方法29-30
• 2.4.4 耐久性設(shè)計(jì)方法30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第3章 22MnB5高強(qiáng)鋼材料的強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)32-48
• 3.1 22MnB5高強(qiáng)鋼材料的相關(guān)處理32-35
• 3.2 熱處理高強(qiáng)鋼的靜力試驗(yàn)35-37
• 3.2.1 靜力試驗(yàn)試件的制備35-36
• 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)備36
• 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果36-37
• 3.3 熱處理高強(qiáng)鋼的疲勞試驗(yàn)37-42
• 3.3.1 疲勞試驗(yàn)試件的制備37
• 3.3.2 試驗(yàn)設(shè)備37-38
• 3.3.3 疲勞試驗(yàn)過程38-40
• 3.3.4 疲勞試驗(yàn)結(jié)果40-42
• 3.4 熱處理高強(qiáng)鋼的疲勞仿真42-47
• 3.4.1 模型的創(chuàng)建和網(wǎng)格的劃分42-43
• 3.4.2 模型工況、邊界的定義43
• 3.4.3 疲勞分析模塊43-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 無鉚釘鉚接工藝及其接頭力學(xué)分析48-66
• 4.1 無鉚釘鉚接工藝48-53
• 4.1.1 試件的制備過程48-49
• 4.1.2 無鉚釘鉚接準(zhǔn)備過程49-50
• 4.1.3 無鉚釘鉚接試驗(yàn)過程50-51
• 4.1.4 鉚接試驗(yàn)結(jié)果51-53
• 4.2 鉚接接頭的單拉試驗(yàn)53-55
• 4.2.1 單拉試驗(yàn)過程53-55
• 4.2.2 單拉試驗(yàn)結(jié)果分析55
• 4.3 仿真分析55-58
• 4.3.1 網(wǎng)格處理55-56
• 4.3.2 拉伸試驗(yàn)有限元模型56-58
• 4.4 鉚接接頭的疲勞試驗(yàn)58-63
• 4.4.1 試驗(yàn)設(shè)備58-59
• 4.4.2 試驗(yàn)方案59-60
• 4.4.3 試驗(yàn)過程60-63
• 4.5 基于疲勞鋼鋁材料HRQ自沖鉚連接技術(shù)規(guī)范63-65
• 4.5.1 HRQ鉚接工藝過程63-64
• 4.5.2 HRQ鉚接工藝規(guī)范64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)和展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 作者簡介及科研成果72-74
• 致謝74

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本文編號(hào)：799011