[00144123]汽車用鋁合金自沖鉚接工藝-性能預測技術及應用

隨著汽車工業技術的不斷發展,對汽車的經濟性提出了更高的要求,這使得汽車制造商更加重視車輛輕量化技術的研究,鋁合金在汽車車身的應用比例越來越大。由于鋁合金的焊接性能并不理想,甚至無法焊接,這就對連接技術提出了新的要求。目前自沖鉚接技術作為一種新型板材連接技術,在鋁合金車身連接方面發揮了重要作用,是一種高效的新型連接工藝,特別適用于鋁合金、鎂合金等輕質合金的連接。由于自沖鉚接技術工藝的復雜性,且國內缺乏系統的鋁合金自沖鉚接工藝-性能數據庫,在產品開發及應用時需要針對性地開展自沖鉚接工藝探索,確定合格工藝窗口,導致產品開發周期長,成本高,限制了該技術在全鋁車身總成連接地推廣應用。 本項目從自沖鉚接工藝特性為突破口,建立適用于自沖鉚接成形及接頭失效的鋁合金材料本構、失效模型,實現鋁合金自沖鉚接接頭成形-失效全流程數值模擬技術;并通過數據分析方法,建立了鋁合金自沖鉚接頭關鍵幾何參數與接頭力學性能的內在聯系,開發了具有自主知識產權的鋁合金自沖鉚接工藝性能預測系統及方法。本項目主要突破了以下關鍵技術： 1)建立適用于鋁合金自沖鉚接成形及接頭失效行為高精度本構模型 通過系統研究5×××、6×××鋁合金材料應變硬化率效應以及接頭成形過程材料在切變作用下鋁合金板材的力學行為表征,研究板材在剪切應變下的硬化規律和變形行為,建立適用于鋁合金沖鉚變形高精度本構模型。 2)建立鋁合金材料在自沖鉚接成形及接頭失效的精確失效準則 建立鋁合金材料單拉、穿孔及缺口試樣力學性能失效應變,獲得材料在鉚釘剪切作用下的失效應變,以獲得接頭成形過程失效準則;精確表征材料在接頭失效過程材料的硬化及軟化行為,獲得接頭失效的精確預測;實現自沖鉚接接頭成形-失效過程全預測,解決了傳統工藝試錯法成本高、效率低、應用周期長的問題。 3)建立鋁合金自沖鉚接材料-工藝-性能神經網絡預測系統及方法 系統研究材料參數、鉚釘參數、底模參數以及設備參數對自沖鉚接接頭性能的影響規律,獲得各參數對接頭性能的權重比例,提高神經網絡訓練精度,建立自沖鉚接材料-工藝-性能的映射關系,實現鋁合金材料自沖鉚接工藝-性能的預測。