FDS在钢铝混合连接中的应用

阐明FDS (Flow Drill Screw,流钻螺钉,别称热熔自攻丝/热熔紧固系统)工艺开发流程;明确FDS连接点力学性能试验方法.设置不同的、热熔穿透阶段的下压力与转速,针对不同材料组合开展多组试验,验证连接参数、材料组合对FDS连接点性能的影响.     

加工硬化特性对无铆钉接头力学性能影响的研究

以6063铝合金为基础,通过修改硬化指数构造了一组新的材料.建立了无铆钉接头力学性能有限元模型,对不同材料的接头抵抗轴向载荷的力学性能进行了数值模拟,并引入加工硬化影响因子β来表征不同材料加工硬化特性对无铆钉接头抵抗轴向载荷力学性能的影响程度.试验结果表明,加工硬化特性能加强无铆钉铆接接头力学性能,且对接头失效模式有一...     

汽车用铝合金不同连接技术对比研究

利用铝弧焊、自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR),热熔自攻丝(Flow Drilling Screw,FDS)、无铆连接(Clinch)对2 mm厚度6082-T6铝合金进行连接,利用万能拉力试验机对接头进行静力学试验,分析接头的失效形式,最大载荷和能量吸收值。结果表明,铝弧焊的3种连接方式中对接的接头效率最高,达到64%,断位置位于距离焊缝中心约10 mm的热影响区;双面焊接次之,达到60.9%,拉断位置为热影响区;搭接较弱,为48.9%,拉断位置为焊缝处;FDS接头平均拉力最大,为8.39 kN,能量吸收效果为SPR接头的1.1倍,拉断形式为自攻钉剪切断裂,SPR接头平均拉力为7.11 kN,能量吸收大小为36.2 J,失效行为为铆钉从板材中脱离;相同条件下Clinch接头力学性能最低,吸能效果较差,失效形式为两层板铆点分离。     

FDS工艺在电池包壳体连接中的应用研究

研究了薄板铝合金的FDS连接工艺,论述了FDS工艺的影响因素和质量评价标准。针对连接过程的钻速与压力进行了9组正交试验,并通过金相剖面,连接时间和扭矩曲线选择了合适的工艺参数,确定了FDS连接中步骤二与步骤三的转速与压力的设定范围。得出如下结论,FDS连接对工艺参数的容错性较高,增大转速与压力可以减小连接时间。     

工具转速对拧紧扭矩质量的影响分析

动力拧紧工具是汽车总装线上重要的装配工具,工具转速对装配效率和装配质量都有重要影响。本文主要探讨小扭矩拧紧点工具转速对拧紧质量的影响,通过选取不同拧紧类型的紧固点进行实际拧紧分析,验证了过高的转速对拧紧质量的负向影响。     

热熔自攻丝铆接特征参数对钢铝连接铆点质量影响

热熔自攻丝铆接因其在钢铝连接上的优势,而被广泛应用在白车身连接领域中。以通用标准GMW3032系列钢板和铝合金6061-T6为主要研究对象,参照目前主机厂的铆接工艺标准,研究了热熔自攻丝铆接中钻孔下压力、钻孔刀头最大转速、锁紧扭矩3个主要特征参数在铆接过程中的变化,讨论了不同搭接匹配下特征参数设置对钢铝连接铆点质量的影响,可对实际车身连接工艺优化提供有益借鉴。     

变速器差速器分总成螺栓拧紧试验研究

通过设计1种试验方法,对变速器差速器分总成的螺栓拧紧工艺进行了相关试验。研究主减速从动齿轮与差速器壳体的配合制和螺栓拧紧顺序对齿轮精度的影响,从而选择最优的拧紧工艺。结果表明,差速器分总成最优的配合方式是过渡配合,最大配合间隙≤0.011 mm,最大过盈量≤0.033 mm;最好的拧紧方式是同时拧紧,其次是对角拧紧,再次是间隔拧紧,顺序拧紧的齿轮精度最差。     

基于有限元模拟的自冲铆接工艺参数优化

对2 mm+2 mm搭接的5052 H32铝合金板自冲铆接工艺进行数值模拟，采用L9（34）正交表选取铆钉长度、铆钉直径及模具凹下面积3 个因素的3 个水平，以接头剪切强度最大为目标，首先模拟铆接接头形成的下压过程，并将模拟获得的接头形貌与试验结果对比一致后，再模拟三维剪切拉伸过程获得接头的剪切力学性能，通过方差分析得出最佳工艺参数为铆钉长度6.5 mm，铆钉直径5.14 mm，模具凹部面积5.12 mm²。同时，将各尺寸因素对接头横截面形貌、下压过程及剪切拉伸过程的力- 位移曲线、接头的等效应力和塑性应变的影响进行分析。对自冲铆接工艺过程建立了完善的有限元模型，该模拟方法可作为自冲铆接工艺设计及其工艺参数优化的依据。     

HC340LA镀锌板/6061-T6铝合金自冲铆接头力学性能研究

针对某车型采用HC340LA镀锌板和6061-T6铝合金制备防撞梁总成连接强度达不到设计标准的问题,通过SPR工艺搭接了2种材料,系统研究了板材厚度、组合方式、铆钉开槽等工艺参数对接头拉剪载荷的影响。试验结果表明,接头拉剪载荷和失效位移受板材厚度影响显著且呈正相关关系,以铝板为下板时具有更佳的力学性能;对铆钉开槽处理,开槽后接头背面"铆扣"外观呈现与槽口对应的塌陷区,拉剪载荷随槽口深度增加而逐渐提高,并在槽口深度为1.2 mm时达到最大值5 045 N,较未开槽试样提高11%,但槽口深度进一步增加到1.6 mm时拉剪载荷急剧降低,显示与原始试样同等级力学性能。     

汽车制动管路螺纹紧固件的扭矩试验

螺纹紧固件扭矩测试设备是一种确定管路连接件关键特性的工具,可以获得制动管连接系统的关键信息。文章介绍了一种应用汽车管路联接扭矩测试仪分析拧紧力矩、轴向预紧力和转角之间关系的试验方法,通过试验分析和结果验证表明,该测试仪对管路连接拧紧状态的测试结果,确定新的管路连接接头和表面涂层的可靠性,该试验方法提供了保证管路连接有效性的判断依据。     

钢铝异种材料自冲铆接模拟及工艺研究

以某乘用车钢铝混合发动机罩为研究对象,建立钢铝板材试样自冲铆接模型,模拟其铆接过程,研究不同铆模深度、铆钉长度及板材搭接顺序对铆接接头几何形状和力学性能的影响,并对优化后的铆接组合进行自冲铆接工艺试验,从而优选出最佳的钢铝铆接参数。结果表明,针对厚度1.8 mm的DP590高强钢和厚度1.2 mm的6016-T6铝合金自冲铆接,采用铆钉长度5 mm、钉腿直径5.3 mm、铆模直径9 mm、铆模深度1.5 mm、“钢上铝下”的铆接方式所获得的铆接接头几何形状和力学性能俱佳,且无裂纹、穿透、铆钉屈服等铆接缺陷,可用于实际钢铝混合发动机罩的自冲铆接中。     

新型数字式高精度转速扭矩变送器的设计

设计了一种新型的转速扭矩变送器,使用PIC18F4580单片机,对数字式扭矩传感器T10F的输出信号进行采集,实现对转速扭矩信号的捕捉。本系统能完成转速扭矩的测量、实时显示以及以CAN和SPI的形式与上位机进行通信等功能。试验证明,该变送器具有精度高、实时性好、可靠性高及人机界面友好等特点。     

钢铝异种金属CMT焊接工艺研究

对1 mm AA5182铝合金板与0.8 mm DC56D+Z 50/50镀锌钢板搭接接头进行了CMT焊接工艺试验,通过对两种不同焊丝的使用对比,得到焊丝成份对钢铝焊接接头金属间化合物生成厚度的影响关系。研究了不同焊接电流下,金属间化合物厚度的变化情况,及其对接头力学性能的影响。     

基于流变特性的水泥砂浆流动性试验方法

为了实现对水泥砂浆工作性能的在线观测及预测水泥砂浆的流动度,设计了可以测试扭矩的砂浆搅拌机.研究了不同转速和不同搅拌时间对水泥砂浆质量的影响,从流动度和扭矩2个指标去进行分析,最终确定了最佳搅拌速度为180 r/min,最佳搅拌时间为60 ～ 180 s.研究了在不同剪切速率条件下流动度与扭矩的关系,说明了在不同剪切速率下流动度与扭矩呈现出不同的幂函数关系.在相同剪切速率,即转速在180 r/min的条件下,研究得出了流动度与扭矩的经验关系式,为水泥砂浆在线质量控制及预测流动度提供了试验方法和理论依据.     

焊接工艺对客车骨架T形接头强度的影响

为了给客车骨架T形接头焊接工艺方案的选择提供参考依据和技术指导,以某全承载式客车为载体,研究焊接顺序和焊接电流对客车骨架T形接头强度的影响。选取底架上3处危险T形接头作为研究对象,采用与所选取接头截面尺寸相同的方钢进行焊接试验,对其在不同焊接顺序和焊接电流方案下的焊接变形进行测量与统计。根据试验数据建立变形后的T形接头有限元模型,在其端部施加反向位移,从而获得T形接头在各个方案下的焊接变形应力。通过建立车身整体梁壳混合模型,对所研究T形接头在整车危险工况下的工作应力进行统计,并将焊接变形应力引入整车分析,基于应力叠加的方法,获得T形接头处的实际应力值,以此为依据研究不同焊接工艺参数对客车骨架T形接头强度的影响。研究结果表明：焊接工艺对T形接头强度存在较大影响,针对选取的3处T形接头,当采用不同的焊接顺序时,应力最高值与最低值相差可达40%以上;当采用不同的焊接电流时,应力最高值与最低值相差达到了30%左右;合理选择焊接工艺参数可以避免焊接变形应力与工作应力的叠加,从而有效降低接头处的应力水平,进一步提高车身骨架整体的承载性能。     

铝合金自冲铆接工艺及力学性能研究

针对铝合金的自冲铆连接(SPR)技术为研究对象,分析了铝合金的自冲铆接工艺方法对接头质量和性能的影响,研究了自冲铆接工艺参数对接头几何特征、力学性能的影响,并进行了接头疲劳性能的CAE分析。研究发现,采用位移控制方式的SPR铆接工艺,可以获得更大的互锁值及更高的接头力学性能,而且接头的几何特征和力学性能更为稳定,SPR接头的失效形式表现出了以拉脱失效为主,其力学性能随着头高的增加而不断减小,剩余厚度对力学性能影响并不显著。当SPR接头中含有结构胶的条件下,其力学性能得到显著提升,且失效形式有转化为接头拉延失效的趋势。同时研究了自冲铆连接的疲劳强度和失效形式,研究发现位移控制和能量控制的SPR铆接疲劳性能没有显著差异,而且裂纹均在刺穿的上层铝板孔洞周围起裂,随后垂直于载荷方向扩展。最后,使用SPIDER单元分析方法对疲劳性能进行了模拟分析,得出的SPR接头S-N仿真曲线与实际S-N曲线参数基本一致,整体误差小于5%,表明SPIDER单元分析方法具有较高的有效性。     

单搭层合板胶接接头界面应力分析

为研究T700/TDE86复合材料单向层合板单搭接接头在单向拉伸载荷作用下的界面应力分布情况,采用有限元方法对接头进行数值计算,模拟了接头搭接区界面剥离应力及剪切应力分布情况,并分析粘接体厚度对接头最大应力的影响。     

超高强钢板与铝合金薄板自冲铆连接工艺研究

钢铝异种金属连接技术是钢铝混合车身轻量化开发难点之一,特别是超高强钢板与铝合金薄板自冲铆连接技术。通过对接头剖面底厚量和自锁量的分析,研究自冲铆工艺参数对接头质量的影响。通过剪切和剥离拉伸实验研究自冲铆接头失效载荷和能量吸收,分析结构失效形式和应用条件。实验研究和生产现场调试,获得超高强钢板与铝合金薄板自冲铆可靠连接,实现料厚均为1.2 mm的BR1500HS与铝合金薄板自冲铆技术首次应用于量产车型。     

304不锈钢板弧焊焊接工艺的研究

对直流TIG焊焊接1.5 mm厚的304不锈钢工艺进行了研究,利用Minitab软件对影响焊接工艺的参数进行筛选,通过均匀设计和黄金分割试验对焊接工艺参数进行优化,对焊缝进行力学性能及金相显微组织分析,并采用ANSYS对不锈钢板焊接进行温度场的数值模拟。结果表明,通过2种试验优化设计方法得到的最佳焊接工艺参数是焊接电流84 A,氩气流量7 L/min,焊接速度2.9～3.1 mm/s,ANSYS模拟的温度场验证了焊接参数的最佳性。     

椭圆管状铆钉自冲铆接工艺研究

以椭圆管状铆钉为研究对象,利用正交试验设计方法,针对铆接件的3种接头形式进行了单向拉伸试验,分析了不同铆接接头形式的载荷-行程曲线变化趋势。采用极差分析法和方差分析法,分析了椭圆管状铆钉的壁厚、高度、向心率、铆钉放置形式、端面角度以及板料厚度组合等参数对接头强度和剖面质量的影响,确定了合理的工艺参数组合方案,从而获得良好的自冲铆接接头力学性能。