基于自冲铆接技术的薄壁件连接处剪切强度试验研究

在冷轧成形的薄壁钢结构中，采用了自穿铆钉连接技术。对这种薄壁钢结构进行自冲铆接的剪切强度进行了试验研究。试验测试参数包括每个连接处中铆钉的数量、间距、端距和钢板厚度。分析了所有样品的载荷滑移、峰值载荷和破坏机理。研究了铆钉的端距、间距、布置和连接件的长度、厚度等参数对其自冲铆接剪切性能的影响，建立了铆接连接的机械仿真模型，用于预测多个铆钉连接的剪切强度。提出了一种基于传染病传播动力学模型（SIR模型）的设计方法，用于计算铆钉连接的剪切强度，并考虑了由铆钉引起的强度降低。研究得出了以下结论。

（1）自冲铆接钉连接接头的主要故障模式为延性故障。

（2）为了保证薄壁件连接处剪切强度，厚板（底部）和薄板（顶部）之间的厚度比不应超过1.5。

（3）自冲铆接薄壁件连接处剪切强度随着铆钉端部距离的增加而增加，当铆钉端距超过其直径3倍之后，薄壁件连接处剪切强度的增益率不明显。

（4）自冲铆接薄壁件连接处剪切强度随着铆钉间距的增加而增加，当铆钉间距超过其直径4倍之后，薄壁件连接处剪切强度的增益率不明显。

（5）铆钉的纵向布置（沿力方向）具有与混合布置和水平布置相比更高的强度。

（6）自冲铆接薄壁件连接处剪切强度和铆钉数量之间的关系不成比例，而单个铆钉接头的等效剪切强度随着铆钉数量的增加而减少。

（7）基于SIR模型的传播动力学，提出了单自冲铆接关节力学模型，可以准确地改变载荷滑移曲线的趋势。所提出的基于SIR公式可以适当地预测自冲铆接接头的标称剪切强度。

（8）在多个自冲铆接接头的标称剪切强度下，应考虑由于组合效应而导致的连接强度降低。

刊名：Journal of

Constructional Steel

Research（英）刊期：2017年第133期作者：Yan WM et al编译：陈少帅