铝合金点焊接头疲劳性能研究及寿命分析

为了支持多环形纹路表面电极帽式铝合金点焊接头在车辆正向开发中的设计应用,设计并开展了一系列的铝合金点焊接头疲劳试验研究和疲劳寿命预测方法研究。过程中获得了点焊接头的载荷-寿命对应关系,总结了铝合金点焊接头疲劳强度受载荷方向、母材强度及厚度等因素影响的普遍规律,分析了铝合金点焊接头的疲劳失效破坏模式,并提出了评价铝合金点焊接头疲劳寿命的S-N曲线,可以有效指导铝合金点焊接头的抗疲劳设计开发工作。     

强化车身结构用的结构粘合剂

结构粘合剂的采用有助于提高点焊设计性能,或在提高结构性能的同时,通过减少点焊数而降低成本。     

汽车车身铝板材料回填式搅拌摩擦点焊技术试验研究

为研究回填式搅拌摩擦点焊的技术原理以及在车身焊接中的应用可能性,采用6系铝合金板材为试验材料开展回填式搅拌摩擦点焊工艺研究,研究焊接接头的界面结构,分析工艺参数、搭接边宽度对力学性能的影响。由试验结果可知,界面结构分为焊核区、热机影响区、热影响区和母材区;随着板厚增加,搅拌摩擦点焊接头强度增大;同时焊接时建议薄板在上,厚板在下。最终利用该技术完成乘用车铝合金发动机罩内板总成焊接应用试验,焊点强度满足使用要求。     

水泥稳定碎石疲劳性能影响因素研究

为研究级配类型、水泥剂量和集料岩性对水泥稳定碎石疲劳性能的影响,采用振动成型法在不同级配类型、水泥剂量和集料母材的条件下成型水泥稳定碎石试件,并在标准养生89d,饱水1d后采用MTS810测定试件的极限劈裂强度,并在不同应力水平下测定试件的疲劳作用次数,建立各条件下水泥稳定碎石的疲劳方程,通过疲劳方程对不同级配类型、水泥剂量和集料母材下水泥稳定碎石的疲劳性能进行研究。结果表明:水泥稳定碎石的疲劳性能骨架密实型优于悬浮密实型,高水泥剂量优于低水泥剂量,集料强度高时优于集料强度低时,且水泥稳定碎石疲劳性能受水泥剂量的影响最为显著,受级配类型的影响次之,受集料母材的影响最小。     

简析点焊质量提升方法

<正>焊接是汽车工业中应用最广泛的装配方式,点焊因其技术可靠、成本低、效率高及方法简单等优势成为白车身焊接装配的主要手段。然而在点焊焊接过程中受焊接参数变动、气压波动、工艺规范、焊接回路阻抗变化和点焊位置等因素的影响,容易在点焊接头中出现各种缺陷。焊接缺陷直接影响焊接结构的可靠性,而白车身的强度在很大程度上取决于点焊的质量。本文分析点焊缺陷产生的原因,并提出运用铬锆铜解决部分人工操作悬挂点焊机频繁出现的点焊     

点焊冲击性能测试技术研究现状

点焊是汽车制造中广泛采用的连接工艺,点焊冲击性能是评价材料焊接性能、焊接质量、部件强度和汽车车身安全性能的重要指标。对点焊冲击性能测试技术的研究现状进行了综述,涉及材料领域和汽车制造领域测试点焊冲击性能的意义和特点、典型点焊冲击测试的加载模式、试样结构、焊点破坏形式、关键参数的测试方法、构件点焊冲击测试方法等,讨论了点焊冲击性能测试的关键技术和存在的问题,并预测了这一领域的未来发展趋势。     

耐候钢桥耐腐蚀性能与腐蚀疲劳性能研究进展

针对耐候钢桥所面临的腐蚀损伤及腐蚀疲劳性能耦合劣化问题,介绍了耐候钢桥基于理论模型与试验研究的耐腐蚀性能评价方法;总结了腐蚀疲劳耦合劣化机理、疲劳试验研究及其成果;研究了各国规范中适用于腐蚀环境的S～N曲线;分析了耐候钢的腐蚀疲劳寿命评价模型。结果表明：耐候钢耐腐蚀性能评价采用单一评价指标很难全面地表征腐蚀程度,应采用多指标联合评价,合理的焊材与母材匹配是提高耐候钢焊接结构耐腐蚀性能的关键;耐候钢腐蚀疲劳性能可通过风化后腐蚀疲劳试验进行测试,耐候钢焊接结构的腐蚀疲劳性能劣化较母材更加严重,是工程应用中关注的重点;现行规范对钢结构腐蚀疲劳性能的劣化效应多采用降低结构细节等级的方式,建议根据腐蚀环境、结构类别、试验方法等分门别类地制定腐蚀疲劳S～N曲线;免涂装耐候钢焊接节点的腐蚀疲劳寿命预测有待开发理论模型支撑。     

点焊结构应力应变场数值模拟分析

采用ANSYS数值模拟软件,对点焊结构焊点附近的应力应变状况进行了详细的分析。分析结果表明,在点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的,焊核中心的应力比较小,高应力区主要存在于热影响区内,即点焊接头热影响区附近是易于产生破坏的主要区域,且应力发展趋势是从母材贴合面与焊核交界线向外扩展。模拟分析试样变形状况与试验室点焊结构剪切拉伸疲劳试样的变形形状基本吻合,说明利用有限元数值模拟试验分析是可行的。     

浅谈白车身制造中新连接技术的应用

乘用车车身轻量化,需要新的车身材料,铝合金板具有重量比钢板轻的优点,因而成为白车身的首选新材料之一,从而在白车身制造中应用了铝电阻点焊技术、自冲铆接技术和旋转自攻螺接技术等新的连接技术。     

铝合金桥梁的受力性能

总结分析国外铝合金桥梁受力性能研究成果及设计与工程实践经验。考虑铝合金焊接热效应及较低弹性模量的影响,对铝合金桥梁的结构形式应进行合理设计;对铝合金受弯构件的稳定性能分析后,提出提高铝结构稳定性的有效措施;借鉴荷兰学者对铝合金桥梁疲劳性能的研究成果,对铝桥的构造细节及整体疲劳性能进行分析。国外研究与工程实践表明,铝合金可以安全、经济地应用于桥梁工程。     

摩托车铝车轮设计开发方法的研究

利用CAD／CAE／CAM一体化技术对铝车轮进行结构设计、受力分析、寿命预测、性能优化及模拟加工等方面的研究，可在虚拟环境中实现产品的数字化定义、结构强度分析和仿真加工，不仅提高了铝车轮的设计质量和设计水平，还极大缩短了铝车轮的设计开发周期。     

基于中频逆变及其CHC功能的校车白车身焊接研究

介绍并分析了汽车白车身焊接中频逆变技术及恒热量(CHC)功能,以某校车白车身焊接为例,对比多层板点焊的工频和中频的焊接结果,采用样本测试方法验证了CHC功能。试验验证了中频焊接能够提高白车身焊接质量,提高能源利用效率,利于提高校车整车结构安全性能。     

搅拌摩擦点焊技术及在汽车工业应用前景

搅拌摩擦点焊(FSSW)技术是在“线性”搅拌摩擦焊接(FSW)基础上开发的一种新的焊接技术。在焊接铝、镁等轻合金方面,FSSW与传统电阻点焊相比具有焊点强度高、质量好、工艺简单、焊接工具寿命长、节省能源及成本低等优势。对搅拌摩擦点焊的基本原理、工艺特点及在汽车工业中的应用现状及前景进行了阐述。     

白车身焊点强度检验方法

<正>电阻点焊是目前最主要的轿车车身连接工艺形式,焊点强度直接影响白车身强度,进而影响整车的安全性,因此探讨焊点强度的检验方法在实际生产中具有重要意义。概述轿车白车身是通过焊接方式将冲压件连接而成,电阻点焊是车身焊接最主要的连接方式,占白车身焊接总量的90%以上,普通轿车白车身焊点数量达到4900~5600个,因此做好电阻点焊焊接强度的控制,对保证整车安全性起着非常重要的作用,焊点强     

超轻钢汽车材料高效复合连接技术研究进展

分析了超轻钢汽车材料的可焊性及电阻点焊存在的问题,提出采用"点焊 粘接"这一复合连接技术以提高高强度钢连接接头和车身结构的疲劳强度、扭转刚度和抗冲撞力.介绍了"点焊 粘接"复合连接用结构胶粘剂、工艺参数、接头性能评估及接头性能数值模拟等方面的研究现状,并对该复合连接技术在国内外汽车工业的应用情况和发展前景进行了论述.     

浅谈汽车车身电阻焊强度质量控制

以目前汽车制造工艺水平来看,电阻点焊是白车身焊接工艺的重要组成部分,焊点强度直接影响白车身强度,因此如何保证焊点强度是我们一直探讨的话题,文章介绍了关于电阻焊焊点强度的几点管控方法,为白车身焊接质量提升提供参考。     

沥青路面抗疲劳断裂半刚性基层强度标准研究

为确保水泥稳定碎石（CSG）基层在交通荷载反复作用的情况下不出现疲劳开裂，提出了基于结构与材料一体化控制的CSG材料强度标准的确定方法；研究了CSG基层的力学特性和疲劳特性，建立了力学强度增长模型、力学指标间的关系模型和疲劳方程；推荐了四川省典型沥青路面抗疲劳断裂的CSG基层强度标准。研究发现:CSG的各项强度指标都随养生龄期呈非线性增长，采用骨架密实结构有利于提高CSG的力学强度。提出的力学强度增长方程可以准确预估不同龄期CSG的力学强度；提出了控制疲劳开裂的CSG基层7天无侧限抗压强度标准与7天劈裂强度标准的确定方法，该方法能实现结构与材料一体化设计，可进一步提升CSG基层的疲劳寿命。     

基于不同搅拌方式下的水泥稳定碎石力学性能及细观结构研究

搅拌工艺对水泥稳定碎石的力学性能有较大影响。为了分析振动和非振动搅拌技术对水泥混凝土的力学性能和细观结构的影响,文章采用不同的搅拌工艺制备试样进行研究。采用CT试验分析了水泥砂浆在粗集料表面的分布情况;通过开展不同应力状态下的强度、模量和疲劳试验来揭示搅拌技术的影响;分别建立了强度随加载速率和模量随应力水平的变化规律,采用与加载速率相关的应力比修正的S-N疲劳方程来表征其疲劳性能。研究结果表明,振动搅拌技术制备的水泥稳定碎石试件的砂浆在骨料中分布更加均匀,密实型更高;在相同的试验条件下,振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件的强度、模量和疲劳寿命均高于非振动搅拌成型的试件;振动搅拌制备的试件的强度和模量随加载速率的增长速率更高;与非振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件相比,振动搅拌制备试件的疲劳寿命应力敏感性更加稳定。     

高疲劳抗力钢桥面板的疲劳问题Ⅱ：结构体系抗力

为了深刻认识高疲劳抗力钢桥面板的疲劳特性，准确评估其结构体系的疲劳抗力，基于等效结构应力建立了考虑焊接微裂纹对钢桥面板疲劳性能劣化效应的结构体系疲劳抗力评估方法，并通过疲劳试验对所建立的评估方法进行了验证。在此基础上采用所建立的结构体系疲劳抗力评估方法对高疲劳抗力钢桥面板的疲劳开裂模式、疲劳抗力及其影响因素等相关关键问题进行系统研究。研究结果表明：焊接微裂纹的存在会显著降低钢桥面板的疲劳性能，导致主导疲劳开裂模式发生迁移；结构体系设计参数对纵肋与顶板双面焊构造细节和纵肋与横隔板新型交叉构造细节疲劳性能的影响有显著区别，其中纵肋与顶板双面焊构造细节的疲劳性能主要对顶板厚度的变化较为敏感，其疲劳性能随着顶板厚度的增加而显著提升，而纵肋与横隔板新型交叉构造细节的疲劳性能同时受多个参数的影响，其疲劳性能随着顶板厚度、横隔板厚度和纵肋高度的增大而提升，随着横隔板间距和纵肋底板与横隔板之间焊缝长度的增大而降低；传统钢桥面板的主导疲劳开裂模式为纵肋腹板与横隔板交叉构造细节围焊焊趾开裂，高疲劳抗力钢桥面板的主导疲劳开裂模式为纵肋底板与横隔板交叉构造细节纵肋焊趾开裂；相对于传统正交异性钢桥面板，高疲劳抗力钢桥面板结构实现了主导疲劳开裂模式的迁移，疲劳性能显著提高。     

基于动态响应特性的点焊疲劳损伤与寿命预测研究

通过动态响应试验对单点点焊接头疲劳过程中固有频率的变化进行研究,查明了最适宜点焊疲劳损伤分析的模态阶数;并利用三维动态有限元模拟了点焊接头疲劳裂纹扩展过程中频率变化特性.最后根据疲劳试验数据,给出了适合于点焊接头的疲劳寿命预测方程.