铝合金自冲铆成形过程最大冲压载荷的反演模型

孙晓婷 曾 凯 何晓聪 邢保英

昆明理工大学机电工程学院，昆明，650500

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自冲铆是一种针对薄板材料的新型机械变形连接技术，在其成形过程中冲头推动半空心铆钉刺入板材，随着冲压载荷的增大，铆钉脚端部张开，同时被连接材料发生大塑性变形并与形变后的铆钉形成紧密的机械内锁结构。自冲铆连接工艺过程简单、连接效率高、被连接材料范围广，近年来已成为全铝结构车身中最具有发展前景的一种机械变形连接技术[1-3]。自冲铆成形过程中，被连接材料、铆钉、模具的几何尺寸以及物理性能参数，冲压载荷大小等因素都会直接影响接头的连接质量。当被连接材料、铆钉、模具等工艺参数确定时，冲压载荷对成形接头连接质量有直接、重要的影响。目前，自冲铆成形过程冲压载荷的确定主要通过有限元数值模拟或工艺试验。文献[4-7]通过有限元数值模拟对铝-铝/钢-铝自冲铆接过程中的冲压载荷进行预测，模拟结果误差在可接受范围内。文献[8-10]通过开展碳钢接头的自冲铆接工艺试验研究，探究了铆钉长度、模具几何参数、铆钉硬度、工件温度对铆接过程中冲压载荷的影响。文献 [11]针对铆接过程中钉脚切入阶段，借助极限分析方法得到了钉脚切入阶段冲压载荷的计算模型，并且认为该阶段不同工艺参数下的载荷-行程曲线存在比例变换关系。

然而，在自冲铆结构车身实际加工制造过程中，为适应工艺设计的变化，需要快速、准确地获取铆接最大冲压载荷等重要工艺参数，以保证连接接头成形质量；……