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SPR铆接异质金属车身结构接头耐撞性研究
| 论文题名： | SPR铆接异质金属车身结构接头耐撞性研究 |
| 关键词： | 汽车;半空心自冲铆;异质金属;接头耐撞性;车身结构;冲击载荷 |
| 摘要： | 随着汽车轻量化日益受到关注，新型轻质材料不断引入车身结构设计中，为解决异质金属连接问题，关于SPR（Self-piercing Riveting，半空心自冲铆接）的研究逐渐受到重视。由于现有的SPR接头有限元模型单元数量庞大，建模复杂，计算效率低，此类详细模型限制了SPR铆接车身结构的仿真分析。为了提高异质金属车身结构耐撞型设计效率，亟需建立合理的异质金属的SPR铆接接头的简化等效单元模型。 本文基于 SPR铆接钢铝异质金属单搭试件和剥离试件的冲击载荷拉伸试验，探究SPR接头等效单元的建模方法，通过对标试验载荷-位移曲线和试件最终变形，验证接头等效单元建模方法和失效准则在单铆钉单一工况条件下的准确性。并从仿真结果中获得接头受力及面板应力应变等试验中难以获取的物理信息，总结归纳了单搭试件和剥离试件在冲击载荷下的变形过程。再通过细化接头等效单元失效极限值，更好地模拟了SPR接头韧性失效的特点。 然后将 SPR接头等效单元建模方法用于车身碰撞吸能典型结构前纵梁，基于 SPR铆接钢铝异质金属前纵梁轴向冲击试验，通过对标试验载荷-位移曲线和纵梁最终变形，验证接头等效单元和失效准则在多铆钉复杂工况条件下的仿真精度，并从仿真结果中总结纵梁变形模式及吸能过程。 最后以轴向冲击载荷下的SPR铆接钢铝不同面板前纵梁为研究对象，根据诱导槽位置将铆接点分为前后两段，分段研究不同铆接点间距对前纵梁变形模式和吸能的影响。通过对比前纵梁耐撞性能评价指标和分析前纵梁变形模式，发现在一定范围内，前段铆接点间距越小，碰撞初始峰值力越大，但前段铆接点间距对纵梁的整体变形模式和吸能情况影响较小。而后段铆接点间距对于碰撞峰值力的影响较小，对于纵梁在碰撞变形过程中初段的传力特性、吸能特性和变形模式影响几乎忽略不计；后段铆接点间距对于纵梁总变形量、总吸能、平均碰撞力等耐撞性能评价指标的影响较大，甚至铆接点间距会严重影响纵梁在碰撞变形末端变形模式，导致耐撞性能有较大差异。 |
| 作者： | 王孙斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 亓昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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