异种金属材料自冲铆接头位置对疲劳强度影响

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文异种金属材料自冲铆接头位置对疲劳强度影响学位申请人：黄秋雯学科领域：机械工程校内导师：黄志超教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其

2、他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师

3、签名日期摘要异种金属材料自冲铆接头位置对疲劳强度影响摘要随着汽车产业的发展，汽车轻量化成为汽车制造产业的发展核心，轻型材料的引进使得传统电阻点焊工艺难于用于异种金属材料的连接，半空心铆钉自冲铆接工艺不仅可以很好的解决这一弊端，并具有着无噪音无污染等诸多优点，有着很好的发展前景与应用前景。本文以AL5052铝合金板与Q235钢板为研究对象，通过试验与仿真两方面研究了两个铆钉连接时，铆钉不同位置摆放对结构件静强度和疲劳性能的影响。为了对后续的试验与仿真奠定一定的理论基础，本文对自冲铆接头疲劳破坏机理进行了简要分析，叙述了自冲铆接头疲劳裂纹

4、从萌生到扩展到最后瞬断的整个过程，指出裂纹可能产生的部位与原因，从宏观与微观两个方面介绍了疲劳断口的形貌特征。并列出了几种疲劳分析的方法。利用ABAQUS有限元软件对单钉结构件及二钉结构件的准静态拉伸试验过程进行仿真，对比分析不同铆钉个数下，试件的载荷位移曲线及应力应变的分布变化，更直观的了解结构件的失效形式与失效过程。采用自冲铆接技术对AL5052铝合金板料和Q235钢板进行铆接实验，通过直观法和截面测量法分析铆接接头剖面，对接头成形质量进行评估。研究不同参数（搭接尺寸、铆钉排列方向、铆钉与板长间距及铆钉与板宽间距等）对搭接试件静强

5、度及疲劳性能的影响，研究铆钉位置布置对试件力学性能的影响规律，并通过扫描电镜对疲劳断口的形貌特征进行简单的观察与分析。将准静态拉伸试验的结果与准静态拉伸仿真结果进行对比验证，为疲劳仿真提供精准的模型。与实际试验方案对应，利用FEMFAT软件对铆钉横向铆接的各尺寸试件进行仿真，计算疲劳寿命，并与实际试验结果进行对比分析，结果表明：铆钉横向排列时，铆钉与板长间距过大或过小均不利于接头的疲劳强度；随着搭接尺寸的增大，试件疲劳寿命随之增大，但当搭接尺寸达到一定数值时，继续增大会则导致试件疲劳寿命的降低；仿真结果与实际试验结果存在误差，普遍低于

6、实际疲劳寿命，但误差都在一个量级之内；仿真得到的铆钉位置布置对试件疲劳寿命的影响规律与实际试验结果一致。关键词：自冲铆接，半空心铆钉，疲劳性能，CAE分析，铆接位置IAbstractEFFECTOFTHESELF-PIERCINGRIVETINGSITUATIONOFDISSIMILARMETALONFATIGUEABSTRACTWiththedevelopmentofautomotiveindustry,automotivelight-weightinghasbecomemoreandmoreimportantinautomotiv

7、eindustry’sdevelopment.Itisdifficulttoconnectdissimilarlightweightmetalsbyweldingprocess.Self-piercingriveting(SPR)processwithsemi-tubularrivetnotonlyavoidthesedisadvantagesbutalsoownsmanyadvantages,suchasnonoise,nopollution,andsoon.Ithasveryexcellentdevelopmentprospect

8、sandapplicationprospects.TakingAL5052aluminumalloysheetsandQ235steelsheetsforresearchobjects,thispaperstudiedt