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...     

自冲铆接接头剖面位置对测量互锁值的影响研究

通过建立数学模型和实验验证相结合对自冲铆接(SPR)接头剖面位置对测量互锁值的影响进行了研究。结果表明,当剖面为SPR接头的中心面时,测量得到的互锁值最小,当剖面位置离中心面距离变大,测量得到的互锁值也随之变大。同时通过建立SPR接头剖面位置与互锁值关系的数学模型,用于计算不同剖面位置时对应的中心面的互锁值,从而判定SPR接头剖面测量互锁值是否满足质量标准。     

铝车身自动冷连接技术的柔性应用

目前市面上针对铝车身的连接工艺,有自冲铆接、流钻螺钉拧紧、无钉铆接等,在工艺及设备成熟应用的基础上,探究不同工艺的互换性,满足各大主机厂对铝连接技术的柔性需求。主要介绍在已建立的铝连接试验阵地中,通过对介质、设备接口的快速通断,将自冲铆接设备、流钻螺钉拧紧设备、无钉铆接设备实现在同一台机器人上进行柔性切换的目的。     

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。     

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。     

钢铝混合后地板总成的自冲铆连接性能研究

通过子午线剖面组织分析和拉伸-剪切试验分析,对钢铝混合后地板总成的自冲铆连接性能和失效模式进行了研究。结果表明,板材的搭接组合方式对自冲铆接头的子午线剖面组织特征、拉伸剪切性能以及失效模式产生明显影响。当底层材料为AlSi10Mg高压铸铝,接头的残余底厚(t_(min))以及底层互锁长度(a)较大;当底层材料为HC340/590DP高强度钢,接头的t_(min)和a值较小。接头的失效模式可分为3类,铆钉与上板分离、铆钉腿与下板分离以及上层板材断裂。所有接头的子午线剖面特征值以及拉伸-剪切性能均满足企业标准,因此,自冲铆接可实现钢铝混合后地板总成的焊装。     

用于车身连接的自冲铆接过程的试验研究

自冲铆接是汽车结构中一项板料连接的新型技术。钢板和铝板具有不同的熔点而不易焊接，使得自冲铆接技术有望代替使用在钢材连接上的一般的电焊方法。本文利用分步试验的方法探讨了半空心铆钉自冲铆接工艺的可行性。使用Matlab软件处理试验数据，绘制出位移一载荷曲线。运用对比试验结果和曲线的方法，探讨了铆钉长度和表面硬度，模具凸台高度和直径．板料厚度等主要工艺参数对自冲铆接过程的影响，得到一般性结论。     

半空心铆钉自冲铆接工艺的试验研究

自冲铆接是一种很有潜力的连接工艺，本文采用3种不同尺寸的半空心铆钉，对4种不同物质、不同厚度的板料进行了自冲铆接试验；提供了铆接过程中的力-行程试验曲线和铆接的单位成形力，并进行了分析；展示出铆接试验结果，分析了影响铆接质量的诸因素；指出了需要继续做的研究工作和应用前景。     

装配式钢-UHPC组合梁群钉连接件受力性能研究

为研究装配式钢-UHPC组合梁中群钉连接件在不同应力状态下的结构性能,开展了三组群钉连接件的推出试验和两组拉剪试验,考虑栓钉间距、高径比和拉剪比对UHPC中群钉连接件破坏形态、承载能力和延性的影响,提出UHPC中群钉连接件荷载-滑移关系表达式。结果表明：推出试验和拉剪试验的破坏模式均为栓钉被剪断;剪切荷载下,减小栓钉间距会降低群钉连接件的承载力和延性,栓钉高径比对极限承载力和相对滑移的影响较小,短栓钉在UHPC中仍能发挥其抗剪性能,建议群钉连接件中栓钉间距不小于4倍栓钉直径,UHPC板中群钉连接件采用弹性理论进行设计。拉剪荷载下,拉剪比为0.17时拉力作用对群钉连接件受力性能影响可忽略,拉剪比为0.27时拉力作用明显削弱了UHPC板中群钉连接件的承载能力和延性。提出的荷载-相对滑移关系的计算模型能够准确的描述UHPC板中群钉连接件的行为。     

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...     

一种新型钢铝连接技术的静力学及防腐性能研究

介绍了一种新型的汽车用钢板和铝板的连接技术,该技术通过钢钉冲铆铝板以及钢钉与钢板点焊两步工艺实现了钢铝连接,称之为Intelligence Welding(IW)。通过对比IW、自冲铆连接(SPR)、自攻螺纹连接(FDS)3种连接方式在试片级静力学剪切和拉伸试验中的结果,证明IW的静力学性能满足工程应用要求;通过对比IW、SPR、FDS 3种连接方式在循环腐蚀试验中的表现,证明IW的防腐性能满足工程应用要求。     

钢-混组合梁剪力钉抗剪性能试验研究

为研究钢—普通混凝土与钢—钢纤维混凝土组合梁剪力钉的极限抗剪强度及破坏形式,根据某实际钢—混组合桥梁结构,设计2种钢—混组合梁剪力钉试件进行极限抗剪强度推出试验,根据试验结果拟合试件荷载～滑移曲线,并与不同规范计算得到的剪力钉抗剪承载力进行比较分析.结果表明:钢—钢纤维混凝土组合梁剪力钉的极限抗剪承载力较钢—普通混凝土组合梁剪力钉高约16％;其极限承载力对应的滑移值约为钢—普通混凝土组合梁剪力钉的2～2.5倍;钢—钢纤维混凝土组合梁破坏特征为剪力钉全部被剪断,钢—普通混凝土组合梁破坏特征为混凝土被压裂.由各公式得到的试件抗剪承载力均偏于保守.     

不同几何结构的TBM刀盘静力学性能对比分析

刀盘是全断面岩石掘进机（TBM）的核心部件,其变形量是否满足要求、应力分布是否合理决定了掘进机能否安全可靠地工作。为对比分析不同几何结构TBM刀盘的静力学性能,基于应用在秦岭隧道的TB880E型平面刀盘,设计了具有相同开挖直径和滚刀数目的锥面刀盘和球面刀盘;通过建立3种刀盘的有限元计算模型,分析了相同工况下3种刀盘的变形和应力分布。分析结果表明： 相同工况和掘进参数条件下,平面刀盘的应力最小,而锥面和球面刀盘的盘面变形较小。这说明平面刀盘结构平滑,不易产生应力集中,刀盘强度较高;球面和锥面刀盘的刀盘面呈拱形结构外凸,可以有效提高刀盘结构的整体刚度。     

钢-UHPC组合结构的栓钉连接件疲劳性能分析

为探究钢-UHPC组合结构中栓钉连接件的疲劳性能,基于SWT方法与断裂力学理论,建立了考虑栓钉焊接细节的1/4推出试验有限元模型,以研究钢-UHPC组合结构中短栓钉的疲劳寿命预测方法。通过定义材料非线性特性研究栓钉的荷载-滑移曲线与应力分布规律,得出栓钉焊接细节的最不利位置,及其临界平面,由此计算其裂纹萌生寿命,以及稳步扩展疲劳裂纹寿命,对栓钉疲劳性能进行评估,最后提出了基于有限元计算得出的栓钉疲劳寿命预测公式。结果表明：通过建立栓钉焊趾细节能够较好地模拟UHPC中短栓钉的荷载-滑移特性,方法和所提出的疲劳寿命预测公式能较好地预测栓钉的疲劳寿命,疲劳应力幅值对栓钉的损伤参数影响较大,疲劳裂纹萌生寿命所占比例最大可达90%以上,研究内容可为钢-UHPC组合结构中栓钉的疲劳性能评估提供参考。     

无黏结预应力UHPC梁弯曲性能试验研究

为研究无黏结预应力UHPC梁的弯曲力学行为,探究UHPC桥梁结构的合理应用形式,通过一片大尺寸矩形梁的弯曲试验,获得了预压力作用下UHPC梁弯曲的破坏模式、裂缝分布及发展等结果。结果表明,无黏结预应力UHPC梁最终因水平裂缝开展引发骤然卸载而失效,试验荷载远低于按正截面破坏计算的理论值;弯矩导致的竖向裂缝数量少、间距大,UHPC拉伸性能未得到充分利用。     

Koh Puos大桥无覆盖层钢栈桥技术研究

在无覆盖层海床上修建钢栈桥,使钢管桩直接插入岩层,这给钢栈桥的设计和施工带来难度,特别是在不发达国家,因工业基础落后,施工设备缺泛,对这一技术的研究就显得更有必要。     

波纹钢腹板剪切屈曲性能的参数研究

波纹钢腹板梁与采用平面腹板的传统钢板梁相比,在用钢量相同的情况下,具有更大的抗剪屈曲能力。目前的一些标准和规范,如欧洲规范,给出了确定波纹腹板梁抗剪屈曲承载力的设计方法。本研究利用ANSYS软件进行非线性有限元分析,对波纹腹板的抗剪屈曲能力开展了参数研究,并验证了欧洲规范计算公式的准确性。结果表明,波纹腹板的抗剪屈曲能力随着腹板厚度、腹板高度、波纹角度、波纹深度和沿梁跨波纹数的增加而增加,随着波纹宽度的增加而降低;欧洲规范公式的精度对于梯形波纹腹板是合适的,但对于使用三角形或矩形波纹腹板的梁,则必须加以修正。     

高性能组合桥面板中短栓钉疲劳性能的研究

为探寻高性能组合桥面板中短栓钉的疲劳性能和损伤演化及其评价方法,引入UHPC及短栓钉材料损伤模型的本构关系,利用ABAQUS软件选用显示求解算法对短栓钉抗剪疲劳推出试验进行有限元模拟,研究短栓钉的疲劳性能,并对其寿命进行评估;基于数值模型探究循环加载应力比和直径对短栓钉疲劳性能的影响。研究发现,基于多轴疲劳评估准则预测的短栓钉疲劳寿命与试验值基本吻合,验证了该准则的有效性及数值模型的正确性;UHPC结构层与短栓钉的损伤具有明显的局部特征及累积效应;应力比对短栓钉疲劳性能影响显著,增大循环加载应力比,可显著提高其疲劳寿命值;增大短栓钉直径对短栓钉疲劳性能的改善程度有限。     

考虑焊钉非线性作用的钢-混结合部受力性能

无格室-承压板是钢-混凝土结合部的主要构造形式之一,在实际工程中得到了较广泛的应用.利用混合有限元法建立无格室-承压板钢-混凝土结合部计算模型,并根据焊钉连接件性能试验测得单钉荷载一位移曲线及抗剪刚度等基本计算参数,分析了考虑焊钉非线性影响情况下,钢-混凝土结合部焊钉连接件的受力行为、荷载方向焊钉剪力分布状态,钢、混凝...