汽车高强度铝合金温热自冲铆工艺力学行为研究

发布时间：2020-12-04 11:39

　　节约能源和环境保护促使汽车行业向轻量化方向发展。传统单一钢材的使用已远不能满足车辆减重的目的,多种材料共同应用才是未来汽车轻量化发展的趋势。铝合金因其优异的材料性能被广泛的应用在汽车钣金件中,而在轻量化车身板材连接技术中,传统电阻点焊在高强轻质合金的应用中愈显不足。自冲铆接（self-piercing riveting,SPR）作为替代点焊的连接技术,可有效实现铝合金等轻质有色金属板材及异质板材的连接。然而对于高强度车用7075铝合金,因其常温下强度高、成形性较差,连接过程常出现开裂等缺陷,这成为该技术在车身制造中进一步使用的不利因素。本文提出一种新型温热自冲铆接（Thermal self-piercing riveting,T-SPR）工艺,可以有效改善并解决高强度车用铝合金板材在自冲铆接过程的开裂问题。本文围绕上述T-SPR连接工艺,展开针对7075-T6铝合金在温热条件下自冲铆的成形性及其接头失效行为的研究。首先,基于热力拉伸实验平台对7075-T6铝合金进行0.001 s^-1应变率条件下的高温拉伸实验,获取其不同温度下的流变行为,其中温度范围覆盖20

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 车身轻量化
        1.1.2 车身连接技术
    1.2 SPR自冲铆技术简介
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 SPR自冲铆成形工艺及仿真分析研究
        1.3.2 SPR自冲铆接头力学性能研究
        1.3.3 不同角度对自冲铆接头力学性能影响研究
        1.3.4 高强度铝合金温热成形性能研究
    1.4 本文研究内容及意义
    1.5 本章小结
2 高强度 7075-T6铝合金材料力学性能
    2.1 引言
    2.2 7075-T6铝合金基础材料性能
        2.2.1 7075-T6铝合金基础力学性能
        2.2.2 7075-T6铝合金高温力学性能
    2.3 Johnson-Cook材料模型
        2.3.1 Johnson-Cook模型简介
        2.3.2 参数拟合
        2.3.3 数值模拟
    2.4 自冲铆钉材料性能
    2.5 本章小结
3 高强度 7075-T6铝合金温热自冲铆工艺性能研究
    3.1 引言
    3.2 高强度 7075-T6铝合金T-SPR铆接工艺
        3.2.1 温热自冲铆接原理
        3.2.2 温热自冲铆接实验平台
        3.2.3 温热铆接实验方案
    3.3 实验过程
        3.3.1 实验温度曲线
        3.3.2 硬度测试
        3.3.3 接头剖面参数
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 硬度测试
        3.4.2 接头剖面参数测试
    3.5 铆接温度对T-SPR接头力学性能影响
        3.5.1 实验方案及样件
        3.5.2 实验过程
        3.5.3 失效模式分析
        3.5.4 实验数据分析
    3.6 本章小结
4 高强度 7075-T6铝合金温热自冲铆接头复合加载失效行为研究
    4.1 引言
    4.2 实验方案及样件
        4.2.1 实验方案
        4.2.2 实验样件
        4.2.3 Arcan实验夹具
    4.3 实验过程
    4.4 有限元模型建立
    4.5 加载角度对T-SPR十字搭接接头力学性能影响
        4.5.1 准静态加载失效模式分析
        4.5.2 实验数据分析
        4.5.3 实验仿真对比分析
    4.6 拉伸速度对T-SPR十字搭接接头力学性能影响
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Mechanical and fatigue properties of self-piercing riveted joints in high-strength steel and aluminium alloy[J]. Chun-yu Zhang,Rui-bin Gou,Min Yu,Ya-jing Zhang,Yin-hu Qiao,Shu-ping Fang.  Journal of Iron and Steel Research(International). 2017(02)
[2]轻量化多材料汽车车身连接技术进展[J]. 李永兵,马运五,楼铭,雷海洋,林忠钦.  机械工程学报. 2016(24)
[3]7075-T6铝合金温成形损伤演化实验与仿真[J]. 盈亮,刘文权,王丹彤,胡平,王琪.  中国有色金属学报. 2016(07)
[4]无铆钉铆接接头力学性能优化研究[J]. 庄蔚敏,张凯希,刘学成,李兵.  汽车技术. 2015(12)
[5]6061-T6铝合金高温本构模型及温成形数值模拟[J]. 盈亮,戴明华,胡平,闫巧云.  中国有色金属学报. 2015(07)
[6]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意.  汽车安全与节能学报. 2014(01)
[7]加工硬化特性对无铆钉接头力学性能影响的研究[J]. 庄蔚敏,刘学成.  汽车技术. 2011(11)
[8]T6态7075铝合金温热下各向异性研究[J]. 周国伟,李大永,彭颖红.  精密成形工程. 2011(06)
[9]7075-T6铝合金板温热成形极限图实验[J]. 黄华,李大永,彭颖红.  塑性工程学报. 2010(01)
[10]铝合金板材温热成形性能[J]. 刘合军,郎利辉,李涛.  塑性工程学报. 2009(03)

博士论文
[1]半空心铆钉自冲铆接技术的研究[D]. 万淑敏.天津大学 2007

硕士论文
[1]自冲铆接工艺的试验研究和有限元数值模拟[D]. 刘秀全.天津大学 2007



本文编号：2897537