铝合金板材压印接头机械内锁滑移的检测分析.pdf

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1、第39卷第3期昆明理工大学学报(自然科学版)Vo1．39No．32014年6月JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jun．2014doi：10．3969／j．issn．1007—855x．2014．03．004铝合金板材压印接头机械内锁滑移的检测分析刘忠，曾凯，何晓聪，刘福龙，詹肇麟(1．昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093；2．昆明理工大学机电工程学院，云南昆明650500)摘要：该文提出了一种

2、基于数字图像分析技术实现压印接头机械内锁滑移检测分析的方法，构建了接头滑移检测图像采集分析系统，设计并制备了铝合金板材双半剖压印接头试件．力学加载试验过程中利用多台电子显微镜同步观察、采集接头机械内锁区滑移图像序列，采用数字图像灰度匹配算法计算机械内锁区上下板间的滑移错动量，并融合载荷历程试验数据分析接头滑移失效的演变过程．该方法的提出为此类型机械连接接头的力学性能试验以及微观失效分析提供了一条可行途径．关键词：压印接头；机械内锁；滑移；数字图像分析中图分类号：TG938文献标志码：A文章编号：1007—855X(2

3、014)03—0016—04DetectionandAnalysisforMechanicalInterlockSlidinAluminumClinchingJointLIUZhong，ZENGKai，HEXiao—cong，LIUFu—long，ZHANZhao—lin(1．FacultyofMechanicalandElectricalEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China；2．FacultyofMateria

4、lsScienceandEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)Abstract：Amethodforthedetectionofmechanicalinterlockslidinclinchjointsisproposedbasedondigitalimageanalysistechnology．Animagecollectionsystemisthensetupforthemechanicalexperimen

5、ts．Aspecialdouble—spotsspecimenisdesigned，andsimpletensiletestiscarriedout．Severaldigitalmicroscopesaresetuptoobserveandrecordsynchronouslythesequentialimagesofclinchintheregionofslidduringthetensiletest．Thealgorithmofimagegraymatchingisusedtocalculatetheslipof

6、upperandlowerplatesintheinterlockregion．Thedevelopmentofthemicro—slipinthejointisclarifiedwiththedataofloadprocess．Resultsshowthatthismethodcanprovideanewpathforthemechanicalpropertyevaluationandfailureanalysisforthistypejoints．Keywords：clinchingjoint；mechanica

7、linterlock；slid；digitalimageanalysis0引言压印连接(clinching)是一种借助专用设备和模具，在两层或多层金属板件间实施冷挤压变形形成多个机械内锁点，进而实现材料连接的技术．该连接技术具有工序简单、连接强度高、易实现自化等特点，在汽车轻量化设计制造领域已引起关注，被誉为下一代新型连接技术¨j．受载情况下压印接头机械内锁区的微量滑移是导致此类接头连接失效的主要诱因，对接头力学性能的检测，特别是机械内锁区微滑移的定性定量分析是深入探究接头失效机制的重要依据．目前，虽有学者已注意到此

8、类接头的微动滑移现象，也针对接头机械内锁界面问题做了初步的探讨J，但对于接头微动滑移的定量检测分析问题尚未开展相关研究，对滑移过程构件的形态演变特征也未作深入剖析．压印接头机械内锁区滑移检测涉及材料力学性能试验方法．目前，金属材料形变测试常用应变片法，但此种方法无法进行微区的检测；云纹干涉等光学检测方法虽具有较高的微区形变分辨率，但其检测系统和