车身钢铝胶铆连接结构热影响研究
发布时间：2021-07-21 17:33
随着国内汽车保有量的不断增加,空气污染、能源危机等社会问题日益突出,汽车轻量化势在必行。钢铝混合车身结构在实现车身轻量化方面优势明显,受到了车企及高校的广泛关注,如何保证钢、铝异种材料零部件连接的可靠性便成为一项亟待解决的难题。钢铝胶铆连接技术结合了胶接和无铆钉铆接技术的优势,可以有效解决由于异种材料间物理、化学特性差异所导致的金属间化合物及电化学腐蚀等问题。在现代汽车制造体系下,车身必经涂装工艺。然而,钢、铝材料的热膨胀特性存在较大差异,在进行涂装烘烤时,连接在一起的钢、铝在受热后的热膨胀量不同,可能导致车身钢铝胶铆连接结构发生翘曲变形,影响车身结构的连接强度和装配精度,甚至可能导致钢铝胶铆连接结构的失效。因此,涂装温度对车身钢铝胶铆连接结构的热影响是不可忽视的。本文依托于国家自然科学基金项目（5177050834）:车身结构钢铝异种材料温热胶铆复合连接技术及服役失效研究,针对涂装温度对车身钢铝胶铆连接结构的热影响问题展开了研究。本文的主要研究内容如下:1.材料试验和验证。选择Q235钢、5754铝合金、DP760环氧树脂胶粘剂作为研究材料,首先进行了不同温度下材料的单向拉伸试验,获...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车重量和制造成本如图1.2所示，在全新一代奥迪A8D5车型中，基于ASF空间框架结构设
吉林大学硕士学位论文2仅重282kg，其中铝材占比58%，种类达16种，5系和6系铝合金被广泛应用于车身内外板件，这种混合材料车身结构相比传统的钢结构车身减重40%，轻量化效果显著[8,9]。图1.2奥迪A8D5车身结构另外，如图1.3所示，在宝马的新一代7系G11和G12车型中同样采用了混合材料车身结构设计，除钢材外，在车身上引入了大量的铝合金和碳纤维复合材料，通过智能化的材料厚度匹配、连接组合、先进的生产制造工艺，不仅提高了整车刚度，也进一步提升了碰撞安全性能，相比上一代宝马7系车型，车身减重达40kg[10,11]。图1.3宝马新7系车身结构随着钢铝混合车身结构设计成为学界及车企关注的重点，解决钢、铝异种材料之间的连接可靠性问题成为当前的一项迫切任务。目前，对于采用钢材和铝材这两种材料所制造的零部件，在连接时主要受到以下三个因素的限制：
吉林大学硕士学位论文2仅重282kg，其中铝材占比58%，种类达16种，5系和6系铝合金被广泛应用于车身内外板件，这种混合材料车身结构相比传统的钢结构车身减重40%，轻量化效果显著[8,9]。图1.2奥迪A8D5车身结构另外，如图1.3所示，在宝马的新一代7系G11和G12车型中同样采用了混合材料车身结构设计，除钢材外，在车身上引入了大量的铝合金和碳纤维复合材料，通过智能化的材料厚度匹配、连接组合、先进的生产制造工艺，不仅提高了整车刚度，也进一步提升了碰撞安全性能，相比上一代宝马7系车型，车身减重达40kg[10,11]。图1.3宝马新7系车身结构随着钢铝混合车身结构设计成为学界及车企关注的重点，解决钢、铝异种材料之间的连接可靠性问题成为当前的一项迫切任务。目前，对于采用钢材和铝材这两种材料所制造的零部件，在连接时主要受到以下三个因素的限制：
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对钢/铝粘接接头失效强度影响的研究[J]. 那景新,浦磊鑫,秦国锋,陈立军. 汽车工程. 2019(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]动态拉伸荷载下温度对CFRP/钢板单搭接剪切接头力学性能的影响[J]. 朱德举,姚明侠,张怀安,火兴斐. 土木工程学报. 2016(08)
[4]宝马新7系车身概览（下）[J]. 冯永忠,康永禄. 汽车维修与保养. 2016(06)
[5]常用连接结构在简化有限元模型中的模拟方法[J]. 赵波,陈娜娜,刘少权. 数学建模及其应用. 2016(01)
[6]宝马新7系车身概览（上）[J]. 冯永忠,康永禄. 汽车维修与保养. 2016(03)
[7]汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J]. 郭玉琴,朱新峰,杨艳,熊倪. 锻压技术. 2015(03)
[8]考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度[J]. 胡平,韩啸,李伟东,施志伟,周申光. 机械工程学报. 2012(20)
[9]非平衡胶接接头循环温度场强度退化研究[J]. 韩啸,李伟东,胡平. 机械工程学报. 2012(18)
[10]受能源环境约束世界中车辆与燃料的发展(英文)[J]. 王全录,KODJAK Drew,蔡皓. 汽车安全与节能学报. 2011(04)
博士论文
[1]钢铝混合材料车身结构轻量化设计关键问题与应用研究[D]. 周云郊.华南理工大学 2011
[2]复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D]. 李桂华.合肥工业大学 2006
[3]精密机械中孔轴最佳热配合理论及应用研究[D]. 罗哉.合肥工业大学 2005
[4]精密零件热膨胀及材料精确热膨胀系数研究[D]. 苗恩铭.合肥工业大学 2004
硕士论文
[1]钢铝异种材料粘铆复合连接接头成形仿真研究[D]. 杨冠男.吉林大学 2018
[2]基于热影响的钢铝异种材料零件连接研究[D]. 闫雪燕.吉林大学 2016
[3]钢铝板材压—胶复合连接性能分析及在车身结构中的应用[D]. 邱泽鑫.华南理工大学 2015
[4]含夹杂材料热变形及损伤行为研究[D]. 丁艳红.太原科技大学 2015
[5]汽车轻量化用高韧性环氧树脂胶粘剂的制备[D]. 陈振新.大连理工大学 2014
[6]铝镁合金板压胶复合连接强度优化及在车身结构中的应用[D]. 李忠超.华南理工大学 2014
[7]高强钢点焊接头失效行为及仿真模型研究[D]. 曾龙.清华大学 2013
[8]金属材料的热膨胀特性研究[D]. 操龙飞.武汉科技大学 2013
[9]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：3295468
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车重量和制造成本如图1.2所示，在全新一代奥迪A8D5车型中，基于ASF空间框架结构设
吉林大学硕士学位论文2仅重282kg，其中铝材占比58%，种类达16种，5系和6系铝合金被广泛应用于车身内外板件，这种混合材料车身结构相比传统的钢结构车身减重40%，轻量化效果显著[8,9]。图1.2奥迪A8D5车身结构另外，如图1.3所示，在宝马的新一代7系G11和G12车型中同样采用了混合材料车身结构设计，除钢材外，在车身上引入了大量的铝合金和碳纤维复合材料，通过智能化的材料厚度匹配、连接组合、先进的生产制造工艺，不仅提高了整车刚度，也进一步提升了碰撞安全性能，相比上一代宝马7系车型，车身减重达40kg[10,11]。图1.3宝马新7系车身结构随着钢铝混合车身结构设计成为学界及车企关注的重点，解决钢、铝异种材料之间的连接可靠性问题成为当前的一项迫切任务。目前，对于采用钢材和铝材这两种材料所制造的零部件，在连接时主要受到以下三个因素的限制：
吉林大学硕士学位论文2仅重282kg，其中铝材占比58%，种类达16种，5系和6系铝合金被广泛应用于车身内外板件，这种混合材料车身结构相比传统的钢结构车身减重40%，轻量化效果显著[8,9]。图1.2奥迪A8D5车身结构另外，如图1.3所示，在宝马的新一代7系G11和G12车型中同样采用了混合材料车身结构设计，除钢材外，在车身上引入了大量的铝合金和碳纤维复合材料，通过智能化的材料厚度匹配、连接组合、先进的生产制造工艺，不仅提高了整车刚度，也进一步提升了碰撞安全性能，相比上一代宝马7系车型，车身减重达40kg[10,11]。图1.3宝马新7系车身结构随着钢铝混合车身结构设计成为学界及车企关注的重点，解决钢、铝异种材料之间的连接可靠性问题成为当前的一项迫切任务。目前，对于采用钢材和铝材这两种材料所制造的零部件，在连接时主要受到以下三个因素的限制：
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对钢/铝粘接接头失效强度影响的研究[J]. 那景新,浦磊鑫,秦国锋,陈立军. 汽车工程. 2019(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]动态拉伸荷载下温度对CFRP/钢板单搭接剪切接头力学性能的影响[J]. 朱德举,姚明侠,张怀安,火兴斐. 土木工程学报. 2016(08)
[4]宝马新7系车身概览（下）[J]. 冯永忠,康永禄. 汽车维修与保养. 2016(06)
[5]常用连接结构在简化有限元模型中的模拟方法[J]. 赵波,陈娜娜,刘少权. 数学建模及其应用. 2016(01)
[6]宝马新7系车身概览（上）[J]. 冯永忠,康永禄. 汽车维修与保养. 2016(03)
[7]汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J]. 郭玉琴,朱新峰,杨艳,熊倪. 锻压技术. 2015(03)
[8]考虑汽车车身涂装工艺影响的非平衡胶接接头强度[J]. 胡平,韩啸,李伟东,施志伟,周申光. 机械工程学报. 2012(20)
[9]非平衡胶接接头循环温度场强度退化研究[J]. 韩啸,李伟东,胡平. 机械工程学报. 2012(18)
[10]受能源环境约束世界中车辆与燃料的发展(英文)[J]. 王全录,KODJAK Drew,蔡皓. 汽车安全与节能学报. 2011(04)
博士论文
[1]钢铝混合材料车身结构轻量化设计关键问题与应用研究[D]. 周云郊.华南理工大学 2011
[2]复杂规则曲面机械零件的热变形理论及应用研究[D]. 李桂华.合肥工业大学 2006
[3]精密机械中孔轴最佳热配合理论及应用研究[D]. 罗哉.合肥工业大学 2005
[4]精密零件热膨胀及材料精确热膨胀系数研究[D]. 苗恩铭.合肥工业大学 2004
硕士论文
[1]钢铝异种材料粘铆复合连接接头成形仿真研究[D]. 杨冠男.吉林大学 2018
[2]基于热影响的钢铝异种材料零件连接研究[D]. 闫雪燕.吉林大学 2016
[3]钢铝板材压—胶复合连接性能分析及在车身结构中的应用[D]. 邱泽鑫.华南理工大学 2015
[4]含夹杂材料热变形及损伤行为研究[D]. 丁艳红.太原科技大学 2015
[5]汽车轻量化用高韧性环氧树脂胶粘剂的制备[D]. 陈振新.大连理工大学 2014
[6]铝镁合金板压胶复合连接强度优化及在车身结构中的应用[D]. 李忠超.华南理工大学 2014
[7]高强钢点焊接头失效行为及仿真模型研究[D]. 曾龙.清华大学 2013
[8]金属材料的热膨胀特性研究[D]. 操龙飞.武汉科技大学 2013
[9]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：3295468
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