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DP780/AA6061薄板自冲铆接头微动损伤特性

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机械工程学报 2020年第6期56卷 169-175页

作者：魏文杰何晓聪张先炼卢嘉伟昆明理工大学机电工程学院昆明650500

对高强钢DP780与铝合金AA6061薄板的异质自冲铆接连接工艺进行研究,并分别制备了不同搭接顺序的DP780/AA6061(SA)和AA6061/DP780(AS)接头。对两组接头进行了高周疲劳试验,对比分析了两组接头的疲劳性能与失效行为,并进一步利用微观检测... 详细信息

对高强钢DP780与铝合金AA6061薄板的异质自冲铆接连接工艺进行研究,并分别制备了不同搭接顺序的DP780/AA6061(SA)和AA6061/DP780(AS)接头。对两组接头进行了高周疲劳试验,对比分析了两组接头的疲劳性能与失效行为,并进一步利用微观检测技术较系统地分析了两组接头的微动损伤机理。结果表明:AS接头的疲劳性能明显优于SA接头,且两组接头疲劳失效模式依次为铆钉断裂和下板断裂。SA接头和AS接头的上板近端与下板末端接触区域、上板近端与下板远端接触区域和铆钉与下板近端接触区域均发生微动磨损。微动磨损会导致SA及AS接头的铆钉和下板近端均出现疲劳裂纹,由于板材性能的差异,裂纹在铆钉和下板上的传播路径和扩展速率不同,最终导致接头失效模式存在差异。

关键词：自冲铆接铝合金高强钢疲劳性能微动损伤

铆钉对TA1与1420自冲铆接工艺及失效行为的影响

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焊接学报 2019年第7期40卷 37-43,I0003,I0004页

作者：张先炼何晓聪曾凯昆明理工大学

采用自冲铆接技术对TA1与1420异质薄板组合铆接工艺进行了详细分析,且以长度6mm,硬度44HRC±2HRC和48HRC±2HRC的铆钉制备了TA1-1420接头(TAF)、1420-TA1接头(ATF)和TA1-1420接头(TAS).通过拉伸剪切和疲劳试验获取了三组接头的失效模式... 详细信息

采用自冲铆接技术对TA1与1420异质薄板组合铆接工艺进行了详细分析,且以长度6mm,硬度44HRC±2HRC和48HRC±2HRC的铆钉制备了TA1-1420接头(TAF)、1420-TA1接头(ATF)和TA1-1420接头(TAS).通过拉伸剪切和疲劳试验获取了三组接头的失效模式,借助电子扫描显微镜研究了铆钉对TA1与1420异质薄板接头失效行为的影响.结果表明,铆钉对TA1与1420异质薄板组合的铆接工艺有明显影响,采用6mm长度的铆钉能够实现对其有效连接,采用高硬度铆钉可减轻铆钉墩粗程度.铆钉硬度提高使接头失效部位由下板大变形区域下移至接头底部,导致异质薄板组合接头的失效行为存在差异.

关键词：自冲铆接钛合金铝锂合金铆接工艺失效行为

连接条件对GFRTP自冲铆接性能影响的数值研究

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中南大学学报（自然科学版） 2018年第10期49卷 2447-2453页

作者：黎雄饶政华王凤江梁佳炜中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083 江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室江苏镇江212003

采用LS-DYNA软件建立玻璃纤维增强热塑性复合材料(GFRTP)的自冲铆接(SPR)有限元模型,对SPR过程进行数值模拟和实验验证。通过比较应力分布、钉腿张开度及接头强度,分析底座几何形状及铆钉材料对GFRTP工件SPR过程及接头强度的影响。研究... 详细信息

采用LS-DYNA软件建立玻璃纤维增强热塑性复合材料(GFRTP)的自冲铆接(SPR)有限元模型,对SPR过程进行数值模拟和实验验证。通过比较应力分布、钉腿张开度及接头强度,分析底座几何形状及铆钉材料对GFRTP工件SPR过程及接头强度的影响。研究结果表明:与金属SPR接头钉腿被下工件完全包裹而形成自锁结构不同,GFRTP工件SPR接头的形成机理是钉腿穿透下工件而向外翻卷,与钉头一起形成机械锁。连接条件对GFRTP工件SPR性能有显著影响。在一定范围内,增大底座凸台倾角有助于提高SPR的自锁性能;增加铆钉材料强度,可有效提升SPR接头的强度。

关键词：自冲铆接数值模拟强度测试玻璃纤维增强热塑性复合材料

半空心铆钉自冲铆接的工艺参数及铆接质量的判定

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天津大学学报 2007年第4期40卷 494-498页

作者：万淑敏 S.Jack Hu 李双义张连洪刘秀全天津大学机械工程学院天津300072 密西根大学机械工程系

自冲铆接是在板料和铆钉之间形成连接而不需要预冲孔的新工艺.探讨了检测自冲铆接质量的直接试验法和观测法,并在原有观测法的基础上提出了补充意见.开展了模具设计、铆钉尺寸选择及二者与板料匹配等方面的研究,提出了模具设计的依据和... 详细信息

自冲铆接是在板料和铆钉之间形成连接而不需要预冲孔的新工艺.探讨了检测自冲铆接质量的直接试验法和观测法,并在原有观测法的基础上提出了补充意见.开展了模具设计、铆钉尺寸选择及二者与板料匹配等方面的研究,提出了模具设计的依据和方法.同时进行了自冲铆接效果的试验研究,结合自冲铆接试验结果,分析了模具、铆钉以及板料的材质性能等因素对铆接质量的影响.研究和试验分析表明,自行设计的半空心铆钉和模具可以获得良好的铆接质量,可作为模具设计的参考和依据.

关键词：连接工艺自冲铆接模具汽车轻量化

TA1钛合金自冲铆接接头疲劳性能及失效机理分析

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焊接学报 2019年第3期40卷 41-46,I0003,I0004页

作者：黄志超宋天赐赖家美华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 南昌大学机电工程学院南昌330031

采用轴向加载的形式对TA1钛合金自冲铆接试样进行疲劳试验,分析了不同因素下试样的疲劳强度变化规律;通过扫描电镜对试样失效断口和微动磨损进行分析,研究试样的失效机理.结果表明,在同种铆接因素下,试样疲劳强度随应力比的增大而增大,... 详细信息

采用轴向加载的形式对TA1钛合金自冲铆接试样进行疲劳试验,分析了不同因素下试样的疲劳强度变化规律;通过扫描电镜对试样失效断口和微动磨损进行分析,研究试样的失效机理.结果表明,在同种铆接因素下,试样疲劳强度随应力比的增大而增大,随最大载荷值的增加而下降.通过断口分析发现,铆钉断裂失效时,疲劳裂纹主要产生在钉胫外侧;基板断裂失效时,疲劳裂纹首先萌生在铆钉胫尾部与下板接触区域.基板与铆钉的微动磨损在某种情况下存在竞争机制,当铆钉微裂纹扩展速率大于基板时表现为铆钉失效,反之为基板失效.

关键词：自冲铆接钛合金疲劳强度断口分析微动磨损

SPFC440钢/5052铝自冲铆接头与胶铆复合接头腐蚀性能对比

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中国机械工程 2022年第11期33卷 1345-1352页

作者：黄志超胡兆骁刘帅红蔺永诚姜玉强周泽杰华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 中南大学机电工程学院长沙410012

为研究SPFC440钢与5052铝合金自冲铆接头的腐蚀性能,分别制备了自冲铆接和胶铆复合两种接头。通过对不同腐蚀时长下的两种接头试样进行疲劳性能测试,分析了粘胶剂对铆接接头腐蚀疲劳性能的影响,并对疲劳断口、裂纹扩展进行SEM和EDS检测... 详细信息

为研究SPFC440钢与5052铝合金自冲铆接头的腐蚀性能,分别制备了自冲铆接和胶铆复合两种接头。通过对不同腐蚀时长下的两种接头试样进行疲劳性能测试,分析了粘胶剂对铆接接头腐蚀疲劳性能的影响,并对疲劳断口、裂纹扩展进行SEM和EDS检测。结果表明:粘胶剂的存在不仅提高了接头强度,还保护了金属界面,减小了电偶腐蚀的影响;随着腐蚀时间的增长,复合接头的最大静载荷值不断减小,自冲铆接接头最大静载荷先增大后减小;复合接头的拉伸失效模式与自冲铆接接头的失效形式相似;自冲铆接接头的疲劳裂纹主要集中在下板料的铆钉周围,复合接头主要为下基板的断裂;铆钉与下板相互接触区域以及两板间接触面出现了严重微动磨损。

关键词： SPFC440钢 5052铝合金自冲铆接胶铆复合接头盐雾腐蚀

同方期刊数据库

TA1纯钛与1420铝锂合金异质薄板自冲铆接微动疲劳特性

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材料工程 2019年第4期47卷 143-151页

作者：张先炼何晓聪邢保英曾凯昆明理工大学机电工程学院昆明650500

基于自冲铆接技术研究TA1工业纯钛(TA1)与1420铝锂合金(AL1420)异质薄板组合的可铆性,并采用硬度≥44HRC和≥46HRC的铆钉分别制备TA1/AL1420 (TAF),AL1420/TA1(ATF)和TA1/AL1420(TAS) 3组接头。在拉伸-剪切实验的基础上进行了高周疲劳实... 详细信息

基于自冲铆接技术研究TA1工业纯钛(TA1)与1420铝锂合金(AL1420)异质薄板组合的可铆性,并采用硬度≥44HRC和≥46HRC的铆钉分别制备TA1/AL1420 (TAF),AL1420/TA1(ATF)和TA1/AL1420(TAS) 3组接头。在拉伸-剪切实验的基础上进行了高周疲劳实验,拟合出各组接头的F-N曲线,进一步利用电子扫描显微镜和能谱仪分析了各组接头的微动磨损机理。结果表明:ATF接头的疲劳强度相对较优,TAS接头则在中高载荷水平下优于TAF接头;各组接头的疲劳失效均始于微动磨损区域,微动磨损导致疲劳裂纹的萌生;微动磨屑现象的剧烈程度是影响疲劳强度的重要因素。在不同疲劳载荷水平下,发生剧烈微动磨损的区域不同,使得疲劳裂纹的萌生区域存在差异,最终导致同种接头出现不同的失效模式。

关键词：自冲铆接 TA1工业纯钛 1420铝锂合金疲劳强度微动磨损

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钛合金薄板自冲铆接工艺及失效行为研究

机械工程学报 2018年第13期54卷 202-207页

作者：张先炼何晓聪赵伦邢保英昆明理工大学创新制造技术研究所

基于自冲铆接(SPR)技术,从降低板材硬度和提高铆钉硬度两个角度,实现了对TA1钛合金薄板的有效连接,并制备了TH(降低板材硬度)和TR(提高铆钉硬度)两组钛合金自冲铆接头。通过力学试验研究了两组接头的静力学和疲劳性能,并且基于三参数经... 详细信息

基于自冲铆接(SPR)技术,从降低板材硬度和提高铆钉硬度两个角度,实现了对TA1钛合金薄板的有效连接,并制备了TH(降低板材硬度)和TR(提高铆钉硬度)两组钛合金自冲铆接头。通过力学试验研究了两组接头的静力学和疲劳性能,并且基于三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制出接头S-N曲线。最后,从宏观角度分析两组接头的失效行为,并利用高真空扫描电镜(SEM)进行TR接头的微观断口分析。结果表明:从自冲铆接技术优势和工程实际角度考虑,TR接头的铆接方式比TH接头更具实际操作意义。TH接头的静失效载荷和能量吸收性能均优于TR接头;且两组接头的静力学失效形式均为铆钉断裂。而TR接头疲劳性能更优,且两组接头均出现了下板断裂和铆钉断裂的多种疲劳失效形式。此外,依据SEM观测结果推断出因下板断裂而失效的TR接头,其疲劳裂纹源于铆钉脚应力集中点,且首先沿板宽方向扩展,后沿板厚方向延伸,直至接头完全断裂失效。而因铆钉断裂而失效的TR接头,其断口呈现出典型的疲劳脆性断裂特征。

关键词：自冲铆接 TA1钛合金工艺研究失效行为断口分析

自冲铆接、无铆钉铆接与电阻点焊强度对比试验研究

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中国机械工程 2012年第20期23卷 2487-2491页

作者：黄志超刘晓坤夏令君占金青华东交通大学南昌330013

采用Q195钢板和5A05-O铝板对自冲铆接、无铆钉铆接和电阻点焊3种连接工艺进行了试验,对各种连接接头进行了拉伸测试,并且分析其失效形式。试验结果表明:对于钢板与钢板的连接,电阻点焊接头静强度大于自冲铆接和无铆钉铆接接头静强度;对... 详细信息

采用Q195钢板和5A05-O铝板对自冲铆接、无铆钉铆接和电阻点焊3种连接工艺进行了试验,对各种连接接头进行了拉伸测试,并且分析其失效形式。试验结果表明:对于钢板与钢板的连接,电阻点焊接头静强度大于自冲铆接和无铆钉铆接接头静强度;对于铝板与铝板的连接,自冲铆接接头静强度大于电阻点焊和无铆钉铆接接头静强度。对于不同连接工艺,钢板与钢板之间的连接强度约是铝板与铝板之间的连接强度的2到4倍。

关键词：自冲铆接无铆钉铆接电阻点焊强度分析