吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (4): 1016-1022.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170795

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超高强钢/铝合金热铆连接接头性能

庄蔚敏1, 赵文增1, 解东旋2, 李兵3   

  1. 1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;
    2.一汽-大众汽车有限公司 技术开发部,长春 130011;
    3.中国第一汽车集团有限公司 智能网联开发院,长春 130013
  • 收稿日期:2017-08-26 出版日期:2018-07-01 发布日期:2018-07-01
  • 通讯作者: 赵文增(1982-),男,博士研究生,工程师.研究方向:车身结构设计与优化,有限元分析和金属成形技术.E-mail:25744649@163.com
  • 作者简介:庄蔚敏(1970-),女,教授,博士生导师.研究方向:车身结构设计与优化,有限元分析和金属成形技术.E-mail:zhuangwm@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51775227,51375201); 吉林省省校共建计划专项项目(SXGJSF2017-2-1-5); 吉林省自然科学基金项目(20170101130JC).

Joint performance analysis on connection of ultrahigh-strength steel and aluminum alloy with hot riveting

ZHUNG Wei-min1, ZHAO Wen-zeng1, XIE Dong-xuan2, LI Bing3   

  1. 1.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2.Department of Technical Development, FAW-Volkswagen Auto. Co., Ltd., Changchun 130011,China;
    3.Institute of Intelligent Network Development, China FAW Group Corporation Co.,Ltd., Changchun 130013, China
  • Received:2017-08-26 Online:2018-07-01 Published:2018-07-01

摘要: 提出了热铆接淬火(Hot riveting quenching,HRQ)无铆钉铆接技术,可有效解决车身超高强钢与铝合金异种材料零件的连接问题。通过建立22MnB5超高强钢和7075铝合金HRQ无铆钉铆接有限元模型,以接头抵抗拉伸载荷的能力作为判断接头力学性能的标准,研究了模具参数和工艺参数对接头力学性能的影响。从对凸模半径Rt、凹槽半径ra及凹模深度ha等参数的优化和铆接接头的有限元单向拉伸仿真和试验中发现,在铆接成形温度T=700 ℃,凸模行程为5.3 mm的成形条件下,无铆钉铆接接头力学性能强度最好。同时可得出接头所能承受的载荷主要与铆接接头的颈厚值相关,颈厚值的大小决定了铆接点处所受单向拉伸力的大小。

关键词: 车辆工程, 超高强钢, 热铆接淬火, 连接工艺, 铆接接头, 力学性能

Abstract: To solve the connection technique for ultrahigh-strength steel 22MnB5 and aluminum 7075 sheets, a process called Hot Riveting Quenching (HRQ) clinching to connect autobody parts of ultrahigh-strength steel and aluminum alloy dissimilar materials is proposed. By using the good formability at elevated temperature and quenchability of steel 22MnB5, effective joints between steel 22MnB5 and 7075 aluminum alloy are obtained by HRQ clinching. The feasibility of HRQ is confirmed by the formation and quenching finite element models. The punch radius Rt, die radius ra and depth ha are optimized by study of the connecting joint shape. The uniaxial tension finite element analysis and actual tests of the connecting joint show the connecting joints have the best mechanical properties when the forming temperature is 700 ℃ and the punch stroke is 5.3 mm.

Key words: vehicle engineering, ultrahigh-strength steel, hot riveting quenching(HRQ), connecting technique, connecting joint, mechanical property

中图分类号: 

  • U463.82
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