鉚接工藝參數分析

第6期機械設計與制造01年6月Machinery Design Manufacture241文章編號:1001-3997(2011)060241-02鉚接工藝參數分析張洪雙(河海大學(xué)機電工程學(xué)院,常州213022Analysis on riveting process parametersZHANG Hong-shuangMechanical and Electrical Engineering College, Hohai University, Changzhou 213022, China)【摘要】為了充分了解鉚接后鉚釘及被連接件的殘余應力分布狀態(tài),以及精確分析殘余應力和鉚接工藝參數之間的關(guān)系,采用非線(xiàn)性有限元分析軟件 ABAQUS建立了鉚釘連接的參數模型,通過(guò)準靜態(tài)方式模擬了鉚釘連接時(shí)鉚釘和被連接件的變形過(guò)程。根據分析結果建立了殘余應力和鉚釘釘桿長(cháng)度及釘孔間隙之間的關(guān)系式和關(guān)系曲面。結果表明,殘余應力隨著(zhù)釘桿長(cháng)度的增加而增大,而隨著(zhù)釘孔間隙的增大而減小,増加釘桿長(cháng)度或減小釘孔間隙可有效增大殘余應力,為實(shí)際的鉚釘連接工藝過(guò)程提供了有益的指導。關(guān)鍵詞:鉚接;工藝參數;準靜態(tài);殘余應力;有限元分析[Abstract] In order to fully understand the distribution of residual stress and the relationship betweenresidual stress and process parameters during riveting non-linear finite element software ABAQUS is appliedto establish a riveting model through which deforming process for riveting the bolt with connected members isclearance are established according to the simulations which results show that residual stress increases or decreases with the increasing of rivet length and pinholes clearance respectively, while with the increasing ofdecreasing of the clearance, increases the length of rivet or reduces the clearance may increase effective theresidual stress which provides the practical riveting process with helpful guidance.Key words: Rivet; Process parameter; Quasi-static method; Residual stress; FEA中圖分類(lèi)號:TH16,U67185文獻標識碼:A1引言殘余應力對疲勞損壞的影響成為了可能。因此了解鉚接殘余應力作為常用的種固定連接方式,雖然鉚接連接存在降低構件強和工藝參數之間的關(guān)系,使得鉚釘孔的殘余應力均勻分布具有十度容易引起變形增加結構重量疲勞強度低等缺點(diǎn)但是鉚接工藝分重要的意義,通過(guò)有限元方法對鉚接過(guò)程進(jìn)行分析對成型過(guò)程簡(jiǎn)單連接易于實(shí)現自動(dòng)化,能活應各種不同村質(zhì)的構件之間的過(guò)程中的工藝參數進(jìn)行比較,分析了工藝參數對鉚接殘余應力的連接,因此鉚釘連接在航空汽車(chē)、家電等領(lǐng)域的應用仍然非常廣泛。影響,為進(jìn)一步分析鉚接疲勞壽命奠定了基礎按照鉚接的用途鉚接可以分成普通鉚接、密封鉚接、特種鉚2金屬塑性理論基礎接等。普通鉚接工藝過(guò)程最為簡(jiǎn)單,方法成熟應用最廣。密封鉚21屈服準則接用于結構要求防止漏氣、漏水、漏油的部位,工藝過(guò)程比較繁屈服準則用于確定材料產(chǎn)生屈服時(shí)的臨界應力狀態(tài)。根據瑣需要敷設密封材料而且密封材料對施工溫度、濕度和環(huán)境有不同的應力路徑進(jìn)行實(shí)驗,可以區別從彈性階段進(jìn)入塑性階段的較高的要求。特種鉚接主要用在結構的主要受力不開(kāi)散、封閉的各個(gè)屈服點(diǎn)。在應力空間將這些屈服應力點(diǎn)連接起來(lái)就形成部位鉚釘結構復雜制造成本高應用范圍較窄,主要有環(huán)槽鉚個(gè)區分彈性和塑性的分界稱(chēng)為屈服面。描述這個(gè)屈服面的數學(xué)釘、高抗剪鉚釘、空心鉚釘、抽心鉚釘、冠頭鉚釘等。根據鉚接工表達式稱(chēng)為屈服函數或屈服準則。當應力點(diǎn)σ位于屈服曲面之具設備的不同鉚接可以分成手鉚法、錘鉚法、壓鉚法自動(dòng)鉆鉚內時(shí)(F,)①0,材料處于彈性狀態(tài);當應力點(diǎn)可位于屈服曲面法。手鉚法和錘鉚法的工作效率低,鉚接質(zhì)量不穩定,噪音大,工作環(huán)境差。壓鉚法借助壓鉚設備使釘桿成型釘桿均勻鐓粗而填上時(shí)(氏()0),材料開(kāi)始屈服進(jìn)入塑性狀態(tài)。實(shí)際應用中有多種滿(mǎn)釘孔,質(zhì)量穩定、效率高勞動(dòng)條件好。自動(dòng)鉆鉚法主要適用于屈服準則,常用的是 Von mises準則。標準的 Von mises準則可以由式(1)來(lái)表示F4)n=V3=0無(wú)頭鉚釘的干涉配合鉚接質(zhì)量高效率高、設備復雜價(jià)格尊式中;一應力不變量表示為4=2SS“應力張量表示為S鉚釘是一種分散的連接方式,在傳遞局部載荷時(shí)容易形成應力中從而加速破勞極壞鱗接過(guò)程中在釘孔周產(chǎn)生的殘中國煤化工服強度。余應力可有效提高鉚接結構的疲勞壽命。鉚釘連接是嚴格按照工22流藝流程進(jìn)行的一種連接方式隨著(zhù)鉚接技術(shù)的發(fā)展以及鉚接自動(dòng)CNMHG變化時(shí)的大小和方化的應用使得鉚接過(guò)程具有很高的致性,使得在設計階段考慮向。流動(dòng)準則采用塑性勢函數的微分形式如式(2)所示:★來(lái)稿日期:2010408-24★基金項目:河海大學(xué)常州校區博士啟動(dòng)基金(2000-2011)242張洪雙:鉚接工藝參數分析第6期+-,de +b dk表1鉚接模型尺寸數值(mm)式中一總應力;一總塑性應變;硬化參數釘桿直徑釘桿長(cháng)度如果dg