无铆钉铆接技能在20世纪70年代由德国TOX技能公司发明之后,直至80年代,才得到迅速发展和运用。无铆钉铆接连接办法作为冷成形连接的一种办法,能够实现像铝合金这种点焊难于连接的轻金属,能够不毁坏镀层或存在夹层的板料,不毁坏表面涂层,连接接头强度高,易于实现自动化,同时比较于有铆钉自冲铆接具有不须要预冲孔工艺大略、不须要连接铆钉更加有利于轻量化等优点。
由于铆接技能受到德国托克斯公司专利保护的限定,因此当前国内外均在对付铆接的铆接工艺包括铆接成型过程以及接头的力学性能进行研究。李晓静等人对传统铆接、无铆钉自冲铆接和有铆钉自冲铆接三种基本类型的铆接工艺进行了比拟,并对有铆钉自冲铆接成形过程和成形后接头力学性能进行了研究。龙江启等人对车身运用的新材料展开研究,建立神经网络模型,实现对铆接接头力学性能的仿照。上海交通大学的张丽将原有实际冲压试验更换为打算机仿真,对影响汽车用铝合金板回弹和回弹量的元素进行剖析,并通过灵敏度剖析和工艺稳健性设计,为将铝合金板更广泛地运用在车身冲压成形中供应了现实的理论根本。
国外研究中, varis等人对不同厚度的高强钢组合板件进行无铆钉铆接试验研究,比拟了圆形和方形接头的性能,指出上层板料为较厚的板料时,圆形接头所能承受的的剪切载荷较高,并
运用打算机仿真的方法对连接成形过程进行研究,指出无铆钉铆接接头的两种失落效模式:断裂和分开。Chan- Joo Leel基于接头失落效的两种模式提出了确定铆接模具参数的方法,通过得到的模具工艺参数与接头上板料颈厚值的关系,得到知足接头力学性能的最小的颈部厚度和镶入量进而反推确定模具工艺参数。 Oudjenel等利用 ABAQUS有限元软件,对接头剥离失落效过程进行仿照对结果剖析得出模具几何参数与接头剥离的最大载荷之间的关系。
但当前对付无铆钉铆接成形工艺的研究中对付铝合金板材冲压成形接头回弹的剖析仍较少,对付压边力变革对付铆接接头回弹性能和力学性能影响的剖析较少,因此本文在对特定尺寸模型进行铆接成形的根本上,对不同压边力条件下无铆钉铆接接头成形后回弹性能以及接头拉伸力学性能进行剖析,研究接头的失落效模式,得到考虑回弹和力学性能的条件下最佳的压边力。
1无铆钉铆接接头成形剖析
1.1无铆钉铆接几何模型
自冲铆接工艺过程的仿照几何模型包括压边圈、高下板料以及高下模具等五部分。本文中将成形模具部分简化为刚性体。全体几何模型由五个部分构成:凸模、压边圏、上板料、下板料、凹模,高下板料间无间隙叠放。
按照目前海内无铆钉铆接的研究设计的模具尺寸得到板料厚度为1.5mm的模具尺寸如表表1所示。根据该模具尺寸建立无铆钉铆接板料和模具三维几何模型如图1所示。
1.2材料本构
通过对国内外汽车上运用金属材料类型的查阅,理解到当前车身制造中利用较多的轻量化铝合金材料为6系列的铝合金,因此本次无铆钉自冲铆接板料选定为为AA6061-T6铝合金板。而且,目前前辈车身板件制造中常用的铝合金板材厚度介于1-3mm结合实际板材情形,本文终极确定仿真模型选用的板材为1.5mm的AA6061-T6铝合金板。
本构关系是用数学表达式的办法表述一种材料的力学特性,在本文中紧张运用到车身上较为广泛运用的铝合金AA6061-T6本文采取的材料本构模型为塑性随动硬化材料模型。通过单向拉伸试验确定材料的基本力学性能参数如表2所示。
未完待续.....
文章引自《广东化工》2014年第11期
作者：李早科，胡浩，费丽爽，曹琪弦
