[00144123]汽车用铝合金自冲铆接工艺-性能预测技术及应用

随着汽车工业技术的不断发展,对汽车的经济性提出了更高的要求,这使得汽车制造商更加重视车辆轻量化技术的研究,铝合金在汽车车身的应用比例越来越大。由于铝合金的焊接性能并不理想,甚至无法焊接,这就对连接技术提出了新的要求。目前自冲铆接技术作为一种新型板材连接技术,在铝合金车身连接方面发挥了重要作用,是一种高效的新型连接工艺,特别适用于铝合金、镁合金等轻质合金的连接。由于自冲铆接技术工艺的复杂性,且国内缺乏系统的铝合金自冲铆接工艺-性能数据库,在产品开发及应用时需要针对性地开展自冲铆接工艺探索,确定合格工艺窗口,导致产品开发周期长,成本高,限制了该技术在全铝车身总成连接地推广应用。 本项目从自冲铆接工艺特性为突破口,建立适用于自冲铆接成形及接头失效的铝合金材料本构、失效模型,实现铝合金自冲铆接接头成形-失效全流程数值模拟技术;并通过数据分析方法,建立了铝合金自冲铆接头关键几何参数与接头力学性能的内在联系,开发了具有自主知识产权的铝合金自冲铆接工艺性能预测系统及方法。本项目主要突破了以下关键技术： 1)建立适用于铝合金自冲铆接成形及接头失效行为高精度本构模型 通过系统研究5×××、6×××铝合金材料应变硬化率效应以及接头成形过程材料在切变作用下铝合金板材的力学行为表征,研究板材在剪切应变下的硬化规律和变形行为,建立适用于铝合金冲铆变形高精度本构模型。 2)建立铝合金材料在自冲铆接成形及接头失效的精确失效准则 建立铝合金材料单拉、穿孔及缺口试样力学性能失效应变,获得材料在铆钉剪切作用下的失效应变,以获得接头成形过程失效准则;精确表征材料在接头失效过程材料的硬化及软化行为,获得接头失效的精确预测;实现自冲铆接接头成形-失效过程全预测,解决了传统工艺试错法成本高、效率低、应用周期长的问题。 3)建立铝合金自冲铆接材料-工艺-性能神经网络预测系统及方法 系统研究材料参数、铆钉参数、底模参数以及设备参数对自冲铆接接头性能的影响规律,获得各参数对接头性能的权重比例,提高神经网络训练精度,建立自冲铆接材料-工艺-性能的映射关系,实现铝合金材料自冲铆接工艺-性能的预测。