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汽车天窗骨架钢—铝合金机械变形压力连接过程仿真分析

作　者: 王睿思
导　师: 石柏军；张建斌
学　校: 华南理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 钢铝压力连接 G-T-N模型有限元仿真模具参数选配方法
分类号: U463.83
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

随着汽车轻量化的发展,汽车车身中使用各种铝合金越来越多,采用传统的连接工艺对钢铝之间进行连接时遇到了挑战,在这种形势下,压力连接技术就脱颖而出。影响压力连接质量的因素有很多。在研究工作中,利用有限元仿真的方法替代实验是一种行之有效的手段。本文旨在建立与完善钢铝压力连接过程仿真模型,在此基础上,通过实验进行验证,而从形成一套系统的钢铝压力连接理论。基于材料的单向拉伸实验,分别确定了钢材料Q235与铝合金5052的流动应力外推Hollomon模型的表达式。通过对单向拉伸实验的有限元仿真,研究了G-T-N模型的参数对仿真的影响,确定了G-T-N模型参数。建立了钢铝压力连接动态过程的有限元模型,讨论了仿真过程中关键技术的应用及其对有限元结果造成的影响,如网格的划分,材料的划分,接触算法,速率放大以及ALE技术等。基于有限元仿真的基础之上,使用体积法这一模具参数选配理论初步选定模具参数范围,进而通过有限元仿真方法进一步确定钢铝压力连接的模具参数,最后通过剪切、剥离实验验证所选模具参数的正确性。为钢铝压力连接模具选型与设计提供了理论参考价值。本文的所做的工作将为钢铝压力连接的仿真研究提供了较好的指导。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章研究意义与目的  9-19
  1.1 压力连接技术介绍  9-15
    1.1.1 无剪切压力连接技术  10-11
    1.1.2 剪切压力连接技术  11-12
    1.1.3 压力连接的技术优势  12-13
    1.1.4 压力连接技术在汽车上的应用  13-14
    1.1.5 影响压力连接质量的重要因素  14-15
  1.2 压力连接技术国内外的研究现状  15-17
    1.2.1 国外研究现状  15-16
    1.2.2 国内研究现状  16-17
  1.3 研究中存在的问题  17
  1.4 选题来源及研究的主要内容  17-18
  1.5 本章小结  18-19
第二章材料模型  19-32
  2.1 拉伸实验  19-20
  2.2 钢板Q235 与铝合金5052 的应力应变计算  20-22
  2.3 流动应力模型  22-24
  2.4 Q235 与5052 的G-T-N 损伤模型  24-31
    2.4.1 断裂类型  24-25
    2.4.2 G-T-N 模型  25-26
    2.4.3 确定G-T-N 模型参数  26-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章钢铝压力连接动态过程仿真与模具参数的选择  32-57
  3.1 机械变形压力连接有限元模拟理论  32
  3.2 在ABAUQS 中求解器的选用  32-33
  3.3 压力连接仿真模型的建立  33-43
    3.3.1 轴对称模型  33-34
    3.3.2 板件网格的优化与材料的设置  34-37
    3.3.3 接触算法  37-38
    3.3.4 ALE 有限元方法  38-40
    3.3.5 加载速率与能量分析  40-43
  3.4 模具参数的选择方法与模具仿真优化  43-55
  3.5 连接点底厚对仿真的影响  55-56
  3.6 本章小结  56-57
第四章压接实验  57-65
  4.1 压力连接实验  57-58
  4.2 实验设计  58-59
  4.3 连接点质量检测实验  59-61
  4.4 实验结果分析  61-63
  4.5 主要模具参数与连接点质量关系讨论分析  63-64
  4.6 本章小结  64-65
结论与展望  65-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
附件  72

汽车天窗骨架钢—铝合金机械变形压力连接过程仿真分析

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