第6期機(jī)械設(shè)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(shù)分析張洪雙(河海大學(xué)機(jī)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(yīng)力分布狀態(tài),以及精確分析殘余應(yīng)力和鉚接工藝參數(shù)之間的關(guān)系,采用非線性有限元分析軟件 ABAQUS建立了鉚釘連接的參數(shù)模型,通過準(zhǔn)靜態(tài)方式模擬了鉚釘連接時鉚釘和被連接件的變形過程。根據(jù)分析結(jié)果建立了殘余應(yīng)力和鉚釘釘桿長度及釘孔間隙之間的關(guān)系式和關(guān)系曲面。結(jié)果表明,殘余應(yīng)力隨著釘桿長度的增加而增大,而隨著釘孔間隙的增大而減小,増加釘桿長度或減小釘孔間隙可有效增大殘余應(yīng)力,為實際的鉚釘連接工藝過程提供了有益的指導(dǎo)。關(guān)鍵詞:鉚接;工藝參數(shù);準(zhǔn)靜態(tài);殘余應(yīng)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中圖分類號:TH16,U67185文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1引言殘余應(yīng)力對疲勞損壞的影響成為了可能。因此了解鉚接殘余應(yīng)力作為常用的種固定連接方式,雖然鉚接連接存在降低構(gòu)件強(qiáng)和工藝參數(shù)之間的關(guān)系,使得鉚釘孔的殘余應(yīng)力均勻分布具有十度容易引起變形增加結(jié)構(gòu)重量疲勞強(qiáng)度低等缺點但是鉚接工藝分重要的意義,通過有限元方法對鉚接過程進(jìn)行分析對成型過程簡單連接易于實現(xiàn)自動化,能活應(yīng)各種不同村質(zhì)的構(gòu)件之間的過程中的工藝參數(shù)進(jìn)行比較,分析了工藝參數(shù)對鉚接殘余應(yīng)力的連接,因此鉚釘連接在航空汽車、家電等領(lǐng)域的應(yīng)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(chǔ)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(chǔ)接等。普通鉚接工藝過程最為簡單,方法成熟應(yīng)用最廣。密封鉚21屈服準(zhǔn)則接用于結(jié)構(gòu)要求防止漏氣、漏水、漏油的部位,工藝過程比較繁屈服準(zhǔn)則用于確定材料產(chǎn)生屈服時的臨界應(yīng)力狀態(tài)。根據(jù)瑣需要敷設(shè)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(yīng)力路徑進(jìn)行實驗,可以區(qū)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(jié)構(gòu)的主要受力不開散、封閉的各個屈服點。在應(yīng)力空間將這些屈服應(yīng)力點連接起來就形成部位鉚釘結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造成本高應(yīng)用范圍較窄,主要有環(huán)槽鉚個區(qū)分彈性和塑性的分界稱為屈服面。描述這個屈服面的數(shù)學(xué)釘、高抗剪鉚釘、空心鉚釘、抽心鉚釘、冠頭鉚釘?shù)?。根?jù)鉚接工表達(dá)式稱為屈服函數(shù)或屈服準(zhǔn)則。當(dāng)應(yīng)力點σ位于屈服曲面之具設(shè)備的不同鉚接可以分成手鉚法、錘鉚法、壓鉚法自動鉆鉚內(nèi)時(F,)①0,材料處于彈性狀態(tài);當(dāng)應(yīng)力點可位于屈服曲面法。手鉚法和錘鉚法的工作效率低,鉚接質(zhì)量不穩(wěn)定,噪音大,工作環(huán)境差。壓鉚法借助壓鉚設(shè)備使釘桿成型釘桿均勻鐓粗而填上時(氏()0),材料開始屈服進(jìn)入塑性狀態(tài)。實際應(yīng)用中有多種滿釘孔,質(zhì)量穩(wěn)定、效率高勞動條件好。自動鉆鉚法主要適用于屈服準(zhǔn)則,常用的是 Von mises準(zhǔn)則。標(biāo)準(zhǔn)的 Von mises準(zhǔn)則可以由式(1)來表示F4)n=V3=0無頭鉚釘?shù)母缮媾浜香T接質(zhì)量高效率高、設(shè)備復(fù)雜價格尊式中;一應(yīng)力不變量表示為4=2SS“應(yīng)力張量表示為S鉚釘是一種分散的連接方式,在傳遞局部載荷時容易形成應(yīng)力中從而加速破勞極壞鱗接過程中在釘孔周產(chǎn)生的殘中國煤化工服強(qiáng)度。余應(yīng)力可有效提高鉚接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。鉚釘連接是嚴(yán)格按照工22流藝流程進(jìn)行的一種連接方式隨著鉚接技術(shù)的發(fā)展以及鉚接自動CNMHG變化時的大小和方化的應(yīng)用使得鉚接過程具有很高的致性,使得在設(shè)計階段考慮向。流動準(zhǔn)則采用塑性勢函數(shù)的微分形式如式(2)所示:★來稿日期:2010408-24★基金項目:河海大學(xué)常州校區(qū)博士啟動基金(2000-2011)242張洪雙:鉚接工藝參數(shù)分析第6期+-,de +b dk表1鉚接模型尺寸數(shù)值(mm)式中一總應(yīng)力;一總塑性應(yīng)變;硬化參數(shù)釘桿直徑釘桿長度如果dg