0序言隨著航空工業(yè)高速發(fā)展，鈦合金由于強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐熱性能和耐腐蝕性能好，其緊固件在飛機(jī)結(jié)構(gòu)連接中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，成為了各國(guó)航空技術(shù)中不可或缺的重要材料[1-2].自沖鉚接是一種新型冷變形連接技術(shù)，相比于焊接和傳統(tǒng)鉚接方式，其不僅具有能耗污染少，連接質(zhì)量好的特點(diǎn)，而且其簡(jiǎn)單靈活的操作方式比較容易進(jìn)行自動(dòng)化管理.自沖鉚接技術(shù)由于其優(yōu)異的特性可以用于連接各種金屬材料，并獲得較好的連接效果[3-4].Lyer等人[5]對(duì)厚度不同的鋁板的自沖鉚接件進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件的疲勞失效過(guò)程主要包括裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展和**終斷裂失效三個(gè)過(guò)程，并運(yùn)用力學(xué)的相關(guān)理論對(duì)不同階段的特性進(jìn)行了分析.邢寶英等人[6]對(duì)鋁合金單釘和多釘自沖鉚接接頭的疲勞性能進(jìn)行了研究.Chen等人[7]研究了鋁板自沖鉚接件在疲勞試驗(yàn)中的微動(dòng)磨損現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在鉚釘與基板相應(yīng)區(qū)域會(huì)出現(xiàn)微動(dòng)磨損現(xiàn)象而產(chǎn)生裂紋.He等人[8]通過(guò)拉伸剪切試驗(yàn)，研究了不同鈦板自沖鉚接接頭的承載能力、吸能性能和失效模式.趙倫等人[9]對(duì)鈦合金同種和異種接頭進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，用掃描電鏡觀察了失效斷口微觀**，研究了其微動(dòng)磨損機(jī)理.Ma等人[10]研究了鋁合金和鎂合金的摩擦自沖鉚接工藝過(guò)程。美國(guó)哈克99-6001鉚槍頭。青海智能HUCK99-6001鉚槍頭高質(zhì)量的選擇

    ***4月2日摘要:無(wú)釘鉚接作為汽車白車身的主要連接方法之一，其連接質(zhì)量一直被各汽車廠家所重視?文章利用有限元仿真軟件Abaqus，通過(guò)正交設(shè)計(jì)方法，對(duì)無(wú)釘鉚接的鉚接過(guò)程及拉伸破壞過(guò)程進(jìn)行了仿真研究，得到了影響鉚接質(zhì)量的3組工藝參數(shù)的影響權(quán)重，并用實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證?實(shí)際應(yīng)用表明，分析得出的參數(shù)權(quán)重能夠在沖壓鉚接強(qiáng)度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，合理地判斷出影響強(qiáng)度的主要因素，有效提高了鉚接質(zhì)量的穩(wěn)定性?關(guān)鍵詞:無(wú)釘鉚接；仿真；連接質(zhì)量；工藝參數(shù)；權(quán)重隨著世界石油儲(chǔ)備量的日益減少和對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，汽車輕量化設(shè)計(jì)成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然要求?輕量化設(shè)計(jì)的辦法之一是對(duì)汽車的車身使用大量的輕型材料，目前鋁合金材料使用**為***?由于鋁合金材料自身的特性，不適合使用傳統(tǒng)點(diǎn)焊的方法對(duì)其進(jìn)行連接，因此，一種新的板件連接技術(shù)———無(wú)釘鉚接技術(shù)由此產(chǎn)生，又稱為Clinching連接技術(shù)?其原理可描述為:在常溫狀態(tài)下，通過(guò)模具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)金屬板件進(jìn)行擠壓，使其產(chǎn)生塑性變形，從而實(shí)現(xiàn)板件之間的鑲嵌而形成連接?目前，該技術(shù)在汽車及家電行業(yè)應(yīng)用非常***?國(guó)內(nèi)學(xué)者主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)及仿真的方法對(duì)無(wú)釘鉚接過(guò)程及接頭靜力破壞過(guò)程進(jìn)行研究。貴州耐用性高HUCK99-6001鉚槍頭源頭直供美國(guó)HUCK99-6001鉚槍頭哪家好；

    根據(jù)不同的屏蔽要求設(shè)計(jì)合理的鉚接間距，此外，鉚接點(diǎn)底部要有一定的空間，凸緣寬度大于16mm，為鉚接頭的運(yùn)動(dòng)預(yù)留足夠的空間。冷軋?zhí)间摪搴弯X板(3A21)是機(jī)箱機(jī)柜**常用的兩類板材，其鉚接參數(shù)及性能如表1所示。由表1可知，隨著板厚的增加，自沖鉚接強(qiáng)度也增加，這是因?yàn)榘逶胶?，鉚釘脹開過(guò)程塑性變形越容易，側(cè)向刺入越深，使得鉚接強(qiáng)度增加；另外可發(fā)現(xiàn)，在鉚釘允許的情況下，鉚釘直徑越大，鉚接強(qiáng)度也越高。因此，建議在鉚接強(qiáng)度要求較高的部位，如機(jī)柜框架、支撐橫梁等結(jié)合處，盡可能選擇大號(hào)鉚釘。表1常用材料的鉚接參數(shù)及性能近沖頭側(cè)近凹模側(cè)材料厚度(mm)材料厚度(mm)鉚釘直徑mm鉚釘剪切力(kN)冷軋?zhí)间摪迥壳皣?guó)內(nèi)外已有大量關(guān)于自沖鉚接技術(shù)的研究報(bào)導(dǎo)，工業(yè)領(lǐng)域如汽車及暖通等鋁合金結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)中也已***應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。但是從企業(yè)實(shí)際使用角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)仍然存在一些需要解決的問(wèn)題：(1)關(guān)于自沖鉚釘，目前缺乏相應(yīng)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同企業(yè)生產(chǎn)的鉚釘尺寸不同，模具通用性不高，而且鉚釘種類偏少，一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。(2)因鉚釘材質(zhì)要求較高，國(guó)內(nèi)可生產(chǎn)自沖鉚接設(shè)備及鉚釘?shù)膹S家不多，且技術(shù)薄弱，比如直徑3mm的鉚釘目前國(guó)內(nèi)還無(wú)法生產(chǎn)。

    為滿足工藝及計(jì)算精度等要求，在每個(gè)計(jì)算步分析前利用ABAQUS后處理數(shù)據(jù)文件*rpt獲取前一計(jì)算步完成后的鉚接件變形狀態(tài)，對(duì)當(dāng)前鉚釘鉚接模擬的模型文件*inp進(jìn)行修改，從而完成對(duì)鉚釘?shù)木_裝配，其裝配原理示意圖如圖3所示。2計(jì)算步間模型的場(chǎng)量數(shù)據(jù)映射為了保證分析的連續(xù)性，每一計(jì)算步分析前需要將前一計(jì)算步的場(chǎng)量數(shù)據(jù)(如應(yīng)力、應(yīng)變、位移等)映射到當(dāng)前的三維實(shí)體模型中，使前一計(jì)算步完成后的狀態(tài)作為后一計(jì)算步的初始狀態(tài)，從而完成計(jì)算步間模型場(chǎng)量數(shù)據(jù)映射，如圖4所示。3邊界條件、動(dòng)態(tài)載荷等的施加每個(gè)計(jì)算步分析前需要對(duì)邊界條件和動(dòng)態(tài)載荷進(jìn)行修改，在接力計(jì)算中保持鉚接件的邊界條件不變，鉚釘邊界條件和鉚接載荷隨模擬計(jì)算過(guò)程的進(jìn)行而動(dòng)態(tài)地施加到相應(yīng)的參考點(diǎn)上。結(jié)果分析與試驗(yàn)驗(yàn)證以10個(gè)釘鉚接為例，鉚接件的尺寸為180mm×75mm×2mm，鉚接件數(shù)量為2，鉚釘?shù)某叽鐬?mm×10mm，鉚接順序如圖5所示。利用批量鉚接過(guò)程接力計(jì)算模擬方法進(jìn)行有限元計(jì)算，得到如圖6和圖7所示的鉚接件應(yīng)力和位移云圖。本文所述的U1、U2、U3分別為X軸、Y軸、Z軸的位移自由度。由圖6可以看出：鉚接件的應(yīng)力主要分布在孔周處，因此定義如圖所示的比較大應(yīng)力區(qū)域。美國(guó) HUCK99-6001鉚槍頭？

    48HRC±2HRC)兩種硬度規(guī)格.表1板材及鉚釘性能參數(shù)Tablepertyparametersoeetmaterials&rivet斷后伸長(zhǎng)率A(%).6—TA195355—32949鉚釘189—材料彈性模量E/GPa抗拉強(qiáng)度Rm/MPa抗壓強(qiáng)度R/MPa屈服強(qiáng)度ReL/MPa圖1鉚釘尺寸示意圖(mm)[11]，基于領(lǐng)域內(nèi)常用的三個(gè)檢測(cè)參數(shù)：釘腳張開度、釘頭高度和殘余底厚來(lái)檢驗(yàn)異質(zhì)板材單搭接頭的成形質(zhì)量.采用長(zhǎng)5mm鉚釘進(jìn)行TA1與1420異質(zhì)單搭自沖鉚接試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)鉚釘均嚴(yán)重墩粗，其能夠刺穿上板但不能刺入下板形成合格的機(jī)械內(nèi)鎖結(jié)構(gòu).進(jìn)而采用6mm鉚釘(H4)，發(fā)現(xiàn)鉚釘雖存在不同程度的墩粗現(xiàn)象，但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)TA1與1420異質(zhì)薄板的有效連接，如圖2a，2b所示.為改善鉚釘?shù)亩沾脂F(xiàn)象，進(jìn)一步采用6mm鉚釘(H6)進(jìn)行試鉚，發(fā)現(xiàn)鉚釘墩粗現(xiàn)象明顯減輕，但釘腳張開度較??；其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)TA1-1420組合薄板的有效連接，但對(duì)于1420-TA1的組合薄板，鉚釘已經(jīng)完全刺穿上下板，下板底部已經(jīng)脫落，如圖2c，2d所示.由圖2可知，各接頭成形截面并非完全對(duì)稱，檢測(cè)參數(shù)數(shù)值存在一定的差異.采用H4鉚釘?shù)慕宇^截面，由于鉚釘墩粗，殘余底厚明顯較大，使得接頭鉚釘腳尖區(qū)域的壁厚偏薄(圖2a中橢圓標(biāo)注)；而采用H6鉚釘?shù)慕宇^截面，由于鉚釘硬度提高，殘余底厚明顯偏小。HUCK99-6001鉚槍頭哪家好。青海智能HUCK99-6001鉚槍頭高質(zhì)量的選擇

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    接頭抗軸向拉脫能力和抗剪切能力均減弱?本文采取以觀察鉚接接頭幾何形狀和仿真分析為主?以實(shí)際實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證相結(jié)合的方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?在設(shè)計(jì)仿真和實(shí)驗(yàn)的方案時(shí)，選取Tu?Tn和接頭能抵抗的比較大拉伸力(簡(jiǎn)稱力學(xué)性能)為指標(biāo)，選取對(duì)接頭各個(gè)指標(biāo)均有影響的3個(gè)工藝參數(shù)(凹模深度H?凹凸模間隙X?凸模圓角半徑r)作為影響因素?3個(gè)因素均有3個(gè)水平，設(shè)計(jì)的正交表見(jiàn)表1所列?4數(shù)值模擬結(jié)果分析通過(guò)觀察法分析工藝參數(shù)對(duì)Tn?Tu的影響通過(guò)調(diào)整影響接頭質(zhì)量的工藝參數(shù)，按照表1的參數(shù)設(shè)置，得到了9組仿真成形結(jié)果，如圖3所示?通過(guò)分析圖3可知:(1)凹凸模間隙對(duì)鑲嵌量Tu影響較大?由圖3可以看出，第7組~第9組的鑲嵌量都較小，特別是第8組和第9組明顯比其他組的鑲嵌量都小，而第7組~第9組共同的參數(shù)設(shè)置是凹凸模間隙都比其他組大，為，其他工藝參數(shù)設(shè)置則近似均勻分布，因此可以初步確定凹凸模間隙對(duì)接頭的鑲嵌量Tu有較大影響?(2)凸模圓角半徑對(duì)頸厚Tn的影響較大?同樣，由圖3可以看出，第2組?第3組?第6組的頸厚明顯比其他組小，直觀上更細(xì)，而這3組工藝參數(shù)特征是凸模圓角半徑分別為??，比其他組數(shù)值都小，而其他工藝參數(shù)設(shè)置則近似成均勻分布?。青海智能HUCK99-6001鉚槍頭高質(zhì)量的選擇

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