自冲铆连接性能分析及在车身前纵梁碰撞仿真中的应用

发布时间：2023-04-03 01:21

　　为了满足日益严苛的排放法规,如何能够在保证车身强度的前提下最大限度的减轻车身重量已经成为当前汽车设计时考虑的主要问题。相比于减重效果不是很理想的车身部件结构优化,越来越多的汽车企业已经将使用铝合金等轻质材料作为车身轻量化的主要途径。铝合金等材料的加入为车身轻量化带来了显著的效果,钢铝混合车身在乘用车领域的应用越来越普遍。在获得轻量化的同时如何将不同属性的材料可靠牢固的连接在一起,成为目前钢铝混合车身所面临的主要问题。本文选择钢铝混合车身连接中应用最为广泛的自冲铆接工艺作为研究对象,探讨了自冲铆接工艺参数对自冲铆连接性能的影响规律及其简化模型在车身前纵梁碰撞仿真中的应用。借助Simufact.forming有限元软件对Q235低碳钢和5754铝合金板材的自冲铆接过程以及不同工况下接头的失效过程进行了有限元仿真模拟,对自冲铆接和接头失效过程的仿真结果和载荷-位移曲线进行了分析。并在此基础上设计正交试验研究了模具不同工艺参数对自冲铆连接性能的影响规律,确定了该铆接组合下的最优模具工艺参数。利用LS-DYNA软件对使用HEX8实体单元和MAT-SPOTWELD材料模型组合以及DYNA关键字约束...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景
        1.1.1 研究背景及意义
        1.1.2 钢铝混合车身连接技术发展现状
        1.1.3 自冲铆接工艺及其在钢铝混合车身中的应用
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 自冲铆连接及其失效过程有限元仿真
    2.1 刚塑性有限元法基本理论
        2.1.1 基本假设及边界条件
        2.1.2 变分原理
    2.2 有限元软件Simufact.forming简介
    2.3 有限元模型建立
        2.3.1 自冲铆接关键要素选择
        2.3.2 自冲铆接有限元模型
        2.3.3 接头失效有限元模型
    2.4 有限元仿真结果分析
        2.4.1 自冲铆接过程
        2.4.2 接头失效过程
    2.5 本章小结
第三章 模具工艺参数对自冲铆连接性能的影响
    3.1 连接性能评价方法
    3.2 模具主要工艺参数
    3.3 正交试验设计
        3.3.1 正交试验设计流程
        3.3.2 正交试验方案设计
        3.3.3 正交试验结果处理
    3.4 基于正交试验的数据分析
        3.4.1 接头形貌特征与剪切强度的关系分析
        3.4.2 模具工艺参数对评价指标的影响分析
    3.5 本章小结
第四章 自冲铆连接简化模型的建立
    4.1 带失效模式的连接简化模型
        4.1.1 MAT_SPOTWELD材料模型
        4.1.2 CONSTRAINED_SPR2约束模型
    4.2 连接简化模型失效参数标定
        4.2.1 MAT_SPOTWELD材料模型参数标定
        4.2.2 CONSTRAINED_SPR2约束模型参数标定
    4.3 本章小结
第五章 简化模型在车身前纵梁碰撞仿真中的应用
    5.1 车身前纵梁吸能特性评价指标
    5.2 钢铝混合前纵梁有限元简化模型
    5.3 两种前纵梁吸能特性仿真结果分析
    5.4 钢铝混合前纵梁铆钉间距初步优化
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究内容总结
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3780360