1 自冲铆接技术概述 1
1.1 自冲铆接技术的发展 1
1.2 自冲铆接原理及工艺过程 2
1.2.1 实心铆钉连接工艺过程 2
1.2.2 半空心铆钉连接工艺过程 4
1.3 自冲铆接技术的特点 6
1.4 自冲铆接头的质量评价标准及其方法 7
1.5 自冲铆接头的质量检测 10
1.6 自冲铆接技术的应用 11
1.7 自冲铆接的实例 13
参考文献 15
2 自冲铆接头成形机理分析 17
2.1 Al5052自冲铆接头金相实验及分析 17
2.1.1 Al5052自冲铆接头金相试样的制备 17
2.1.2 阳极化覆膜过程 20
2.2 实验结果及分析 21
2.2.1 金相实验工艺参数的分析 21
2.2.2 金相组织流向和结构分析 21
2.3 自冲铆接过程中材料流动的有限元分析 24
2.3.1 有限元分析软件的选择及模型的建立 24
2.3.2 有限元数值模拟结果及分析 25
2.4 自冲铆接头铆接过程参数优化设计 29
2.4.1 凹模凸台高度对铆接质量的影响 29
2.4.2 铆钉尺寸对铆接质量影响 31
2.4.3 动、静摩擦系数对铆接质量影响 32
2.4.4 对塑性应变比的敏感性 33
2.5 小结 33
参考文献 34
3 自冲铆接头静力学性能及其失效机理 35
3.1 自冲铆接头的制备及静力学试验 35
3.1.1 材料测试 35
3.1.2 试件的连接设备及其制备 35
3.1.3 静力学试验设备及测试参数 39
3.1.4 静力学试验结果及断口SEM分析设备 39
3.1.5 静力学试验数据分析理论 39
3.2 板材几何尺寸对接头静力学性能的影响 41
3.2.1 板材几何尺寸对接头失效模式的影响 41
3.2.2 板材几何尺寸对接头静强度的影响 42
3.3 自冲铆接头静力学失效机理分析 46
3.3.1 接头互锁结构滑移 46
3.3.2 接头断口SEM分析 53
3.4 铆钉数量及其分布结构对接头静力学性能的影响 55
3.4.1 铆钉数量及其分布结构对接头失效模式的影响 55
3.4.2 铆钉数量及其分布结构对接头静强度的影响 56
3.5 自冲铆接头静力学性能的有限元分析 59
3.5.1 有限元模型的参数选择及建立 59
3.5.2 有限元模型网格划分 60
3.5.3 自冲铆接头静力学结果及分析 60
3.6 小结 61
参考文献 62
4 自冲铆接头动态性能及其失效机理 64
4.1 自冲铆接头疲劳试验 64
4.1.1 试验设备及试验参数 64
4.1.2 试验结果及断口SEM分析设备 64
4.1.3 疲劳试验数据分析理论 64
4.2 板材宽度对接头疲劳性能的影响 67
4.2.1 板材宽度对接头疲劳失效模式的影响 67
4.2.2 板材宽度对接头疲劳强度的影响 68
4.3 铆钉数量及其分布结构对接头疲劳性能的影响 70
4.3.1 铆钉数量及其分布结构对接头失效模式的影响 70
4.3.2 铆钉数量及其分布结构对接头疲劳强度的影响 71
4.4 自冲铆接头疲劳失效机理分析 73
4.4.1 板材断口分析 73
4.4.2 微动磨损分析 76
4.5 自冲铆接头疲劳性能有限元分析 78
4.5.1 疲劳分析步骤 78
4.5.2 疲劳分析结果及分析 80
4.6 自冲铆接头模态分析 84
4.6.1 实验模态分析 85
4.6.2 有限元模态分析 87
4.7 小结 91
参考文献 93
5 自冲铆接技术的适用性 95
5.1 连接形式和基板材质连接研究 95
5.1.1 试件连接设备及其制备 95
5.1.2 静力学测试设备及测试参数 96
5.1.3 静力学性能的影响 97
5.2 多层板材连接研究 101
5.2.1 试件连接设备及多层异质材料组合连接可行性研究 101
5.2.2 多层板材组合试件的制备及静力学测试 101
5.2.3 静力学测试结果及其分析 102
5.3 TA1与异质板材连接研究 104
5.3.1 试件的制备及静力学测试 104
5.3.2 静力学测试结果分析 105
5.4 H62与异质板材连接研究 109
5.4.1 试件的制备及静力学测试 109
5.4.2 静力学测试结果分析 110
5.4.3 疲劳测试及结果 118
5.5 小结 126
参考文献 127
6 压印连接技术概述 129
6.1 压印连接原理 129
6.1.1 压印连接定义和工艺过程 129
6.1.2 压印连接的几种形式 130
6.1.3 压印连接模具 131
6.2 压印连接技术特点 132
6.3 压印接头的质量控制及失效形式 133
6.3.1 影响压印连接质量的因素 133
6.3.2 压印接头失效形式 133
6.4 国内外研究状况 134
6.4.1 国外研究状况 134
6.4.2 国内研究状况 135
参考文献 136
7 压印连接成形机理分析 139
7.1 压印连接模型及金属流动规律 139
7.1.1 固定模接头成形过程模拟分析 139
7.1.2 分体式下模接头成形过程模拟分析 146
7.1.3 模拟结果及分析 148
7.1.4 分体式下模压印连接成形过程流向分析 150
7.2 金相试验及金属流动规律 151
7.2.1 金相试样的制备及金相实验过程 151
7.2.2 实验结果及分析 152
7.2.3 有限元模型与金相实验结果对比 153
7.3 压印连接过程数值模拟实例 153
7.3.1 典型薄板材料连接模型 153
7.3.2 三层板模型 155
参考文献 156
8 压印接头静强度研究 158
8.1 0°压印接头静载破坏试验 158
8.1.1 实验准备 158
8.1.2 试验过程 159
8.1.3 拉伸实验结果分析 159
8.1.4 裂纹扩展研究 161
8.2 0°单搭压印连接静力学有限元分析 161
8.2.1 0°单搭压印连接有限元模型的建立 161
8.2.2 0°压印连接件静力学分析 163
8.2.3 拉伸过程模拟及裂纹扩展分析 163
8.3 带预成角的压印接头静载破坏试验分析 164
8.3.1 试件制备 164
8.3.2 实验过程及结果 164
8.4 压印接头界面滑移分析 167
8.4.1 机械内锁区界面滑移分析 167
8.4.2 构件失效过程裂纹的自动识别 168
参考文献 170
9 压印接头疲劳强度研究 172
9.1 试验设备 172
9.2 压印接头疲劳寿命试验研究 172
9.2.1 SPCC钢压印连接件的疲劳试验研究 172
9.2.2 Al5052铝合金压印连接件的疲劳试验研究 175
9.3 压印接头疲劳寿命仿真分析 176
9.3.1 建模及参数设置 176
9.3.2 疲劳仿真结果分析 177
9.3.3 压印接头疲劳寿命仿真结果与试验结果比较分析 178
参考文献 178
10 压印连接的适用性研究 179
10.1 三层板压印接头静强度研究 179
10.1.1 板材组合顺序对成形性的影响 179
10.1.2 接头配置形式对静强度的影响 181
10.2 材料对接头强度的影响 185
10.3 板材组合顺序对接头强度的影响 187
10.4 提高H62-Al5052压印接头强度的方法 189
10.4.1 1.5 mm H62-2.0mm Al5052接头验证试验 189
10.4.2 1.5 mm H62-1.5 mm SPCC接头验证试验 190
10.5 同种材料不同厚度分配 190
10.5.1 压印接头成形研究 190
10.5.2 接头拉-剪试验 191
10.6 钛合金同种和异种板材压印接头力学性能 193
10.6.1 钛合金压印接头连接过程 193
10.6.2 拉-剪试验及结果分析 194
参考文献 197
11 压印接头强度优化 198
11.1 多压印点接头研究 198
11.1.1 压印点布置形式 198
11.1.2 接头拉-剪试验 198
11.2 压印接头火焰淬火处理 200
11.2.1 试件制备 200
11.2.2 拉-剪试验 200
11.2.3 试验结果及分析 201
11.2.4 疲劳试验 203
11.2.5 疲劳试验结果及分析 204
参考文献 209
12 压印接头强度模型 211
12.1 压印接头静强度有限元模型 211
12.1.1 压印连接和拉-剪试验 211
12.1.2 模型建立 212
12.1.3 压印连接过程的数值模拟结果 215
12.2 压印接头静强度的理论模型 217
12.2.1 压印接头失效形式 217
12.2.2 颈部断裂失效的接头强度解析方法 218
12.2.3 上、下板拉脱失效的接头强度解析方法 219
12.2.4 接头强度求解模型的试验验证 222
12.2.5 模具设计程序 224
12.2.6 压印模具设计实例 226
参考文献 227
13 结构粘接技术概述 228
13.1 粘接技术的特点 228
13.2 粘接原理 229
13.3 常用粘接剂 230
参考文献 231
14 粘接接头的力学性能 232
14.1 粘接接头的破坏模式与失效 232
14.2 粘接接头的静力学性能 232
14.3 粘接接头的应力分析 233
14.4 粘接接头胶层的应力分布求解 234
14.5 粘接接头的静强度预测分析 238
14.5.1 界面端点处应力场 241
14.5.2 λ的数值求解 241
14.5.3 不同粘接厚度的粘接接头奇异性求解 241
14.5.4 奇异性指数与应力强度因子的求解 242
14.6 粘接接头的疲劳性能 245
14.6.1 试件制备 246
14.6.2 试验过程 246
14.6.3 试验结果分析 247
14.6.4 小结 249
14.7 粘接接头的动力学性能 249
14.7.1 试验采集系统 251
14.7.2 仿真频率与试验频率对比 251
14.7.3 仿真振型与试验振型对比 253
14.7.4 仿真频率响应函数与试验频率响应函数对比 254
14.7.5 胶层厚度对单搭粘接接头频率响应函数的影响 255
14.8 粘接接头的无损检测 256
14.8.1 粘接接头工艺质量常用检测方法 256
14.8.2 粘接前被粘接试件的无损检测 257
14.8.3 粘接后粘接接头的无损检测 257
14.9 复合连接 258
14.9.1 试件连接设备及接头制备 259
14.9.2 试验过程 262
14.9.3 破坏模式分析 262
14.9.4 静强度分析 263
14.9.5 小结 268
参考文献 269
15 影响粘接接头力学性能的因素 272
15.1 几何形状 272
15.1.1 接头几何形状对粘接接头应力强度的影响 272
15.1.2 预成形角对单搭粘接接头应力分布影响的试验与仿真研究 272
15.1.3 胶厚对单搭粘接接头强度影响的试验与仿真研究 282
15.1.4 基于一维梁理论的单搭粘接贴片接头强度研究 287
15.2 材料参数 296
15.2.1 试验过程 296
15.2.2 试验结果及分析 296
15.2.3 有限元仿真分析 298
15.2.4 小结 300
15.3 环境因素 301
15.3.1 温度对粘接接头强度的影响 301
15.3.2 高温对单搭接粘接接头影响的试验与仿真研究 302
15.3.3 磁场对粘接接头剪切强度的影响 307
15.4 固化条件 308
15.5 物料填充 308
参考文献 309
16 粘接技术的应用 311
16.1 汽车结构的粘接 311
16.1.1 对材料的要求 311
16.1.2 汽车车身的粘接 312
16.1.3 对粘接剂性能的要求 313
16.1.4 表面处理 314
16.1.5 强度和耐久性 314
16.1.6 粘接在车辆制造业中的应用实例 315
16.2 航空航天器的粘接 316
16.2.1 粘接在飞机制造业中的应用领域与特点 316
16.2.2 粘接在飞机制造业中的应用实例 318
16.3 粘接在宇航工业中的应用 319
16.3.1 粘接在宇航工业中的应用领域与特点 319
16.3.2 粘接在宇航工业中的应用实例 320
16.4 粘接在船舶工业中的应用 322
16.4.1 粘接在船舶工业中的应用领域与特点 322
16.4.2 粘接在船舶工业中的应用实例 323
参考文献 324
索引 325