基于有限元模拟的自冲铆接工艺参数优化

摘要：对2mm+2mm搭接的5052 H32铝合金板自冲铆接工艺进行数值模拟,采用L9(3^4)正交表选取铆钉长度、铆钉直径及模具凹下面积3个因素的3个水平,以接头剪切强度最大为目标,首先模拟铆接接头形成的下压过程,并将模拟获得的接头形貌与试验结果对比一致后,再模拟三维剪切拉伸过程获得接头的剪切力学性能,通过方差分析得出最佳工艺参数为铆钉长度6.5mm,铆钉直径5.14mm,模具凹部面积5.12mm^2。同时,将各尺寸因素对接头横截面形貌、下压过程及剪切拉伸过程的力-位移曲线、接头的等效应力和塑性应变的影响进行分析。对自冲铆接工艺过程建立了完善的有限元模型,该模拟方法可作为自冲铆接工艺设计及其工艺参数优化的依据。