冲压连接的成形过程及其结合强度的分析

作     者：张文城 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：温彤

授予年度：2012年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：冲压连接 板料 机械变形连接 有限元 

摘      要：冲压连接是一种新的板料连接方式，它利用金属的塑性变形使钣金件相互连接，可用于钢板、铝板以及新材料、异种材质板料间的连接。但目前该技术被国外公司垄断，尚无公开的相对完整和成熟的冲压连接理论、技术体系。 影响冲压连接点强度的因素较多。本文建立了冲压连接成形过程数值仿真模型，分析了不同凸、凹模几何形状参数及下压量对连接点颈部厚度、互锁值、成形力大小以及金属流动情况的影响，在此基础上确定出优化的连接铝板和铜板的模具参数。 在所建立的拉伸实验仿真模型基础上，分析了边界条件设置对模拟结果的影响，并对连接点的抗拉强度进行了预测，将预测值与实验值对比。结果表明，拉伸过程仿真模型能够较准确地反映出连接点的剥离过程，预测连接点的抗拉强度。 探讨了三层板料的冲压连接问题。三层板的连接比两层板料困难很多，容易出现最上层板料颈部断裂和中下层板料无互锁的情况;将三维和二维仿真模型的结果进行了对比，发现两者均能够较好地反映出连接点成形后的截面几何形状，但三维模型的载荷位移曲线与实验更接近。 针对冲压连接建立了从成形过程分析到强度预测的一套完整模拟仿真解决方案，可以为冲压连接的工艺制定提供一定的指导。