铆钉裂纹对自冲铆接力学性能影响的仿真与试验研究

成艾国, 王超, 于万元, 何智成

中国机械工程 ›› 2025, Vol. 36 ›› Issue (02) : 197-208.

铆钉裂纹对自冲铆接力学性能影响的仿真与试验研究

  • 成艾国, 王超, 于万元, 何智成
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摘要

通过有限元模型模拟了自冲铆接在连接高强度钢时产生的铆钉裂纹,并系统研究了铆钉的裂纹深度、位置和数量对钢-铝自冲铆接接头力学性能的影响。首先使用LS-DYNA软件建立了2D轴对称仿真模型来模拟自冲铆接工艺过程,并通过对比试验和仿真的接头剖面验证了仿真模型的准确性。然后采用一种2D-3D有限元模型生成方法建立了模拟接头力学特性的3D仿真接头模型,并使用LS-OPT软件对铆钉断裂参数进行了标定。所建立的接头模型能够准确地模拟自冲铆接接头的力学特性。参数研究的结果表明:接头的力学性能随着裂纹深度的增大而下降,且随着外部裂纹位置的向下移动而逐渐增强,但内部裂纹的影响不大;当铆钉存在多个裂纹时,接头力学性能取决于最弱的裂纹,与裂纹数量无关。

关键词

自冲铆接 / 裂纹 / 仿真模型 / 力学性能

中图分类号

TG938

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成艾国, 王超, 于万元, 何智成. 铆钉裂纹对自冲铆接力学性能影响的仿真与试验研究. 中国机械工程. 2025, 36(02): 197-208

基金

国家自然科学基金(52172357,U20A20285); 广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2024KY1097)

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