本文關(guān)鍵詞：自沖鉚接半空心鉚釘工藝參數(shù)變化與成形質(zhì)量的關(guān)系研究

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【摘要】：汽車(chē)行業(yè)快速發(fā)展帶來(lái)種種便利的同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)不小的壓力,同時(shí)人們?cè)絹?lái)越關(guān)注汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性,這就要求汽車(chē)廠家勢(shì)必對(duì)汽車(chē)進(jìn)行輕量化,用鋁板或其它有色金屬來(lái)代替鋼板是汽車(chē)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(chē)輕量化的一種有效手段。半空心鉚釘?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)及其成形工藝與成形后接頭強(qiáng)度之間的關(guān)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(zhì)量的關(guān)系,以期通過(guò)優(yōu)化鉚釘參數(shù)達(dá)到最佳的鉚接效果。本文首先利用有限元軟件DEFORM-2D對(duì)自沖鉚接過(guò)程進(jìn)行仿真模擬,自行設(shè)計(jì)并改進(jìn)制作了自沖鉚釘和鉚接設(shè)備,利用3D打印制作調(diào)試設(shè)備的對(duì)中裝置,快速且準(zhǔn)確的完成設(shè)備調(diào)試。在鉚接總厚度4mm的板料時(shí),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(wú)縫隙。其次設(shè)計(jì)半空心鉚釘和凹模模具。利用數(shù)值模擬的方法對(duì)鉚釘參數(shù)進(jìn)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(guò)分析,確定a=40。、b=30。和r=0.04mm。最后加工不同d值的鉚釘進(jìn)行鉚接實(shí)驗(yàn),并制作拉伸試樣和撕開(kāi)試樣,利用萬(wàn)能力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)不同參數(shù)d值的鉚接試樣進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)和撕開(kāi)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明拉伸試樣和撕開(kāi)試樣產(chǎn)生最大拉力時(shí),鉚接接頭已經(jīng)被破壞。鉚接拉伸試樣(撕開(kāi)試樣)在初始位移處承受的載荷大小排序與拉伸試樣(撕開(kāi)試樣)承受最大載荷的大小排序不一致。本文還對(duì)內(nèi)縮式鉚釘進(jìn)行初步探索,對(duì)比內(nèi)縮式鉚釘和外擴(kuò)式鉚釘鉚接后試樣的力學(xué)性能。無(wú)論是最大拉力還是在初始位移處,外擴(kuò)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(kuò)式試樣的力學(xué)性能要優(yōu)于內(nèi)縮式試樣。
【關(guān)鍵詞】：半空心鉚釘 自沖鉚接 鉚接參數(shù) 參數(shù)分析 設(shè)備調(diào)試
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(lèi)型及簡(jiǎn)單介紹13-15
• 1.2.1 無(wú)鉚釘自沖鉚接工藝13
• 1.2.2 實(shí)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(guó)外試驗(yàn)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 對(duì)鉚接材料研究15-16
• 1.3.2 對(duì)接頭質(zhì)量和鉚接參數(shù)研究16-18
• 1.4 自沖鉚接工藝國(guó)內(nèi)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.1 對(duì)模具和鉚接材料的研究18
• 1.4.2 對(duì)鉚接參數(shù)的研究18-19
• 1.5 課題主要研究?jī)?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(shè)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(zhǔn)則24
• 2.3.5 其它參數(shù)設(shè)置24-25
• 2.4 自沖鉚接模擬過(guò)程25-28
• 2.4.1 應(yīng)力應(yīng)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(jié)28-29
• 第三章 自沖鉚接實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)29-35
• 3.1 鉚接機(jī)構(gòu)29-31
• 3.1.1 鉚接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 3.1.2 選擇彈簧30-31
• 3.2 3D打印產(chǎn)品應(yīng)用在設(shè)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(jié)34-35
• 第四章 自沖鉚沖設(shè)計(jì)與加工35-40
• 4.1 鉚釘凹模設(shè)計(jì)及材料選擇35-38
• 4.1.1 鉚釘凹模設(shè)計(jì)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(jié)39-40
• 第五章 自沖鉚接實(shí)驗(yàn)40-46
• 5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備40-41
• 5.1.1 鉚接試樣40
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備40-41
• 5.2 鉚接質(zhì)量評(píng)價(jià)方法41-42
• 5.2.1 觀測(cè)法41
• 5.2.2 直接實(shí)驗(yàn)法41-42
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方案42-43
• 5.3.1 確定鉚接參數(shù)42
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)方案制定42-43
• 5.4 鉚釘參數(shù)對(duì)鉚接質(zhì)量的影響43-46
• 5.4.1 鉚釘管腳角度對(duì)鉚接質(zhì)量影響43
• 5.4.2 鉚釘管腳尖部圓角半徑對(duì)鉚接質(zhì)量影響43-44
• 5.4.3 參數(shù)D對(duì)鉚接質(zhì)量影響44-46
• 第六章 自沖鉚接實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析46-58
• 6.1 剖面觀察46-47
• 6.2 拉伸實(shí)驗(yàn)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(kāi)實(shí)驗(yàn)52-54
• 6.3.1 撕開(kāi)試樣試驗(yàn)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(kāi)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(shí)驗(yàn)54-55
• 6.4.1 拉伸實(shí)驗(yàn)54-55
• 6.4.2 撕開(kāi)實(shí)驗(yàn)55
• 6.5 兩種鉚釘拉力對(duì)比55-57
• 6.5.1 剖面對(duì)比55-56
• 6.5.2 最大拉力對(duì)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(kāi)試樣拉力比較56-57
• 6.6 本章小結(jié)57-58
• 第七章 總結(jié)與展望58-60
• 7.1 論文結(jié)論58
• 7.2 實(shí)驗(yàn)的不足與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間所開(kāi)展的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64

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本文編號(hào)：573851