金属夹层对自冲铆接头强度和失效形式的影响
2021-05-14宋承裕何晓聪魏文杰卢嘉伟刘可欣
材料科学与工艺 2021年2期
宋承裕,何晓聪,魏文杰,卢嘉伟,刘可欣
(昆明理工大学 机电工程学院, 昆明 650500)
随着汽车保有量越来越大,汽车尾气排放给环境带来巨大负担。汽车轻量化作为降低原油消耗的重要手段,已得到世界各国的高度重视。汽车车身约占整车总重的30%~60%,汽车运行过程中70%的燃料消耗在车身质量中,因此,汽车车身轻量化成为提高燃油经济的关键,而使用轻量化材料是车身轻量化的一个重要手段[1]。泡沫金属作为一种多功能材料,具有良好的减震吸能、轻质高强等优点,广泛应用于汽车和航空领域[2]。泡沫金属夹层作为多功能性材料可以运用在自冲铆接头当中。自冲铆(SPR)是一种机械冷连接技术,可实现两层或多层板的有效连接,其原理是通过冲头下行压迫铆钉刺入板材,在铆模的作用下,铆钉脚中空结构扩张刺入而并不刺穿底层板材,从而形成牢固机械内锁[3]。与其他技术相比,自冲铆技术具有较大的优势,如自冲铆技术能够实现金属与非金属材料的连接,可解决铝合金板材难以通过电阻点焊焊接等问题,因而得到广泛的应用。
在自冲铆接工艺层面,金鑫等[4]探究了模具的几何形状与铝/钢自冲铆接头成型质量的关系,发现接头的底切量随凹模宽度增大而减小。张雨桐等[5]利用Simufact Forming探讨了凹模深度对AA6062铝合金自冲铆接头质量的影响,结果表明,凹模深度影响铆钉与板材接触区域的应变数值。Deng等[6]发现双锥面凸模较单锥面凸模更能够提高自冲铆接头承载能力和吸震能力。……
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