1、自沖鉚接是汽車輕量化過程中出現(xiàn)的一種高效、經(jīng)濟(jì)的材料連接方法。作為電阻點(diǎn)焊的優(yōu)良替代工藝之一，自沖鉚接可用于同種或異種材料的連接，已成為白車身制造的關(guān)鍵技術(shù)。在對異種材料自沖鉚接頭進(jìn)行耐久性評定時，由于缺乏系統(tǒng)、有針對性的理論及試驗研究工作，業(yè)界只能沿用以往在電阻點(diǎn)焊接頭耐久性研究方面累積的方法。為滿足現(xiàn)代白車身虛擬設(shè)計和抗疲勞安全性設(shè)計的需求，對其中有代表性的鋼鋁自沖鉚接頭進(jìn)行系統(tǒng)的耐久性研究勢在必行。
　　本文以AA6111T

2、4鋁合金和HSLA340高強(qiáng)度鋼組成的鋼鋁自沖鉚接頭為研究對象，對其成型仿真技術(shù)、疲勞失效機(jī)制及疲勞壽命預(yù)估方法開展系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　針對鋼鋁自沖鉚接工藝過程開展數(shù)值模擬仿真研究，建立了綜合考慮鉚釘穿刺、機(jī)械回彈和冷卻回彈的鉚接仿真模型；在仿真中，采用了最大剪切應(yīng)變準(zhǔn)則來模擬鉚釘穿刺板材的過程，考慮了材料在成型中的溫度變化和應(yīng)變率的影響；論文還首次采用中子衍射分析技術(shù)對自沖鉚接頭近鉚孔區(qū)域的殘余應(yīng)力分布進(jìn)行了測量

3、。
　　論文通過對鋼鋁自沖鉚接頭進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗，研究了不同厚度鋼/鋁異材組合的TS/CP試件的靜載失效模式，分析了自鎖量、鋼/鋁板材厚度對自沖鉚接頭靜強(qiáng)度的影響。
　　論文通過對鋼鋁自沖鉚接頭進(jìn)行疲勞試驗，系統(tǒng)地研究了試件類型、鋼/鋁板材厚度和循環(huán)載荷比等對接頭壽命的影響。試驗研究表明，鋼/鋁板自沖鉚CP接頭的疲勞壽命遠(yuǎn)低于TS接頭，同類接頭的疲勞壽命主要由薄板決定，增加鋁材和鋼材的厚度可提高接頭的疲勞壽命，而高循環(huán)載荷

4、比（R=0.5）將對接頭的疲勞壽命產(chǎn)生不利影響。
　　論文通過對鋼鋁自沖鉚接頭進(jìn)行疲勞的中止檢查試驗和斷口分析，對接頭疲勞模式進(jìn)行了研究，對接頭裂紋萌生及擴(kuò)展在接頭全壽命中的比例進(jìn)行了研究。研究表明，TS接頭的主要疲勞破壞模式為鋁材眉狀裂紋破壞；CP接頭的主要疲勞破壞模式為鋁板鉚釘孔邊的穿孔開裂破壞。通過對兩類自沖鉚接頭疲勞失效三階段，即：裂紋萌生，裂紋擴(kuò)展和失穩(wěn)破壞進(jìn)行了深入細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)兩類接頭裂紋擴(kuò)展壽命占總壽命的比例均超過

5、了75％，而微動磨損是加速疲勞裂紋萌生的重要原因之一；本文還采用三維彈塑性有限元計算結(jié)合局部應(yīng)力應(yīng)變法，對接頭疲勞裂紋危險區(qū)進(jìn)行了預(yù)測。
　　為研究TS、CP兩類接頭疲勞裂紋的擴(kuò)展壽命，本文針對兩類接頭的疲勞裂紋，構(gòu)造了基于結(jié)構(gòu)載荷的裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子列式和邊界修正函數(shù)式；通過有限元對多個組合模型的計算，獲得了各邊界修正函數(shù)式中的待定參數(shù)；本文還采用傳遞矩陣法推導(dǎo)得出了異材連接的TS和CP試件在局部結(jié)構(gòu)載荷的解析解。在上述工作基礎(chǔ)上