1 Introduzzjoni
Bir-rilaxx tal-politika "Xjenza u Teknoloġija Appoġġ Carbon Peak Carbon Newtralization Implimentazzjoni Pjan ({0}})" politika, karozzi ħfief saret xejra inevitabbli. Liga tal-aluminju ħafifa tal-ġisem u azzar avvanzat ta 'qawwa għolja u materjali oħra, permezz ta' applikazzjoni u distribuzzjoni raġonevoli, jistgħu jiksbu struttura tal-ġisem aktar sigura filwaqt li jibbilanċjaw l-ispiża tal-produzzjoni tal-korp kollu tal-aluminju u spejjeż ta 'manutenzjoni futuri. Huwa l-aktar mezz effettiv tal-vettura ħafifa.
L-irbattar bla dwiefer u l-irbattar awto-titqib (Self-Piercing Riveting, SPR) huma modi effettivi biex jiġu realizzati l-konnessjoni ta 'metalli differenti ta' l-azzar u aluminju, speċjalment irbattar bla dwiefer, l-ebda ħtieġa għal rivets addizzjonali, l-ebda żieda fil-kwalità tal-punt ta 'konnessjoni, u l-ispiża ġenerali tal-konnessjoni hija inqas minn dik ta 'SPR. Il-proċess ta 'konnessjoni ħafifa aktar ħafifa għadu fil-proċess u l-istadju ta' riċerka sperimentali fiċ-Ċina, u ma ġiex użat ħafna fl-istruttura tal-ġisem. F'dan l-istudju, il-parametri tal-proċess u l-prestazzjoni statika tat-teknoloġija tal-irbattar bla dwiefer tqabblu billi tgħaqqad folji tal-azzar u tal-aluminju bi ħxuna materjali differenti, sabiex jipprovdu għażla ta 'materjal u referenza tad-disinn tal-konnessjoni għall-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-irbattar bla dwiefer fl-istruttura tal-ġisem.
2 proċess
Irbattar bla dwiefer huwa proċess ta 'konnessjoni mekkanika tal-ittimbrar, li juża d-deformazzjoni tal-plastik lokali ta' żewġ saffi jew aktar ta 'folja tal-metall biex jitlesta l-proċess ta' tpinġija fil-fond u proċessar kompost ta 'estrużjoni, u jifforma ċirku undercut interlocking fil-ġonta estruża. Punti ta 'konnessjoni ffurmati jew rettangolari, sabiex ikollu ċerta saħħa tat-tensjoni u saħħa ta' shear. Il-proċess ta 'konnessjoni huwa muri fil-Figura 1. Il-proċess jinkludi prinċipalment issikkar minn qabel, okklusali, ippanċjar, żamma tal-pressjoni u ejection. Irbattar bla dwiefer jista 'jintuża għall-konnessjoni bejn l-istess folji jew folji differenti b'rekwiżiti ta' inkullar, kisi u siġillar adeżiv.
Hemm twebbis tax-xogħol fil-proċess tal-iffurmar tal-irbattar bla dwiefer, li jtejjeb is-saħħa tar-rendiment tal-materjal u l-kapaċità tal-ġarr tal-ġonta riveted. Il-parametri tal-profil tal-veduta trasversali tal-ġonta irbattuta bla dwiefer huma murija fil-Figura 2. Il-parametri ewlenin huma l-ħxuna tal-għonq tal-pjanċa ta 'fuq S1, il-pjanċi ta' fuq u t'isfel Materjal fond interlocking C1, is-somma tal-ħxuna tal-qiegħ ta ' il-folji ta 'fuq u t'isfel fil-punt tal-konnessjoni (ħxuna tal-qiegħ) ST.
3 Parametri tal-proċess u proprjetajiet statiċi
Ir-riċerka dwar il-parametri tal-proċess tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer prinċipalment tadotta l-metodu Taguchi u t-test ortogonali biex tevalwa l-parametri tal-forma bħall-ħxuna tal-għonq u l-fond tal-interlocking tal-vista tas-sezzjoni tal-ġonta, tiddetermina d-direzzjoni tal-irbattar u l-kombinazzjoni ottimali tal-parametri tal-proċess ; ir-riċerka tal-prestazzjoni statika prinċipalment tuża test ta 'falliment tat-tagħbija statika ta' l-azzar differenti ta 'kombinazzjoni ta' folja ta 'l-aluminju, li tqabbel il-proprjetajiet mekkaniċi ta' konnessjoni irbattuta bla dwiefer u konnessjoni SPR, u tanalizza l-influwenza tal-grad tal-materjal, id-direzzjoni ta 'l-irbattar, u l-ħxuna tal-materjal fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-irbattar bla dwiefer. konnessjoni.
3.1
Materjali u metodi tat-test
Il-materjal tat-test huwa liga tal-aluminju serje 5000, u l-ħxuna tal-materjal hija 1.0mm u 1.4mm, li huma komunement użati fl-istruttura tal-ġisem; il-pjanċa tal-azzar hija CR3, CR340, u l-ħxuna hija 0.7mm, 0.8mm, 1mm u 1.3mm;
Ġonot irbattuti bla dwiefer huma ttestjati għal saħħa ta 'shear u tensjoni tal-ġonta permezz ta' testijiet ta 'falliment ta' tagħbija statika. Minħabba li l-ġonta tal-ħoġor waħda hija forma konġunta komuni fl-istruttura tal-ġisem, l-ispeċifikazzjonijiet tal-kampjun huma murija fil-Figura 3, id-daqs tal-kampjun tal-shear huwa 85mm × 35mm, u l-ġonta tal-ħoġor hija 30mm; id-daqs tal-kampjun tat-tensjoni trasversali huwa 120mm × 35mm, u d-dijametru tat-toqba tal-ippożizzjonar huwa 10mm. Il-kampjun irbattut kien soġġett għal test ta 'falliment tat-tagħbija statika fuq magna tal-ittestjar universali CMT4304, u l-veloċità tal-proċess kollu tat-test kienet ikkontrollata f'10mm/min.
Il-veduta sezzjonali tal-ġonta irbattuta bla dwiefer tinkiseb permezz tal-qtugħ tal-wajer tal-ġonta tal-kampjun, u hija intarzjata, illustrata u msadda, u d-dejta tal-parametri tal-forma korrispondenti tal-veduta sezzjonali tinkiseb billi tiġi osservata taħt mikroskopju ottiku.
3.2
Għażla tal-parametri tal-proċess
3.2.1 Determinazzjoni tad-direzzjoni tal-irbattar għall-irbattar bla dwiefer
Sabiex tiġi ddeterminata d-direzzjoni tal-irbattar, ġew magħżula pjanċa tal-azzar CR3 u liga tal-aluminju tas-serje 5000, u ġew magħżula ħxuna ta 'materjal differenti u direzzjonijiet tal-irbattar biex jevalwaw il-parametri tat-topografija tal-veduta sezzjonali tal-ġonta irbattuta bla dwiefer. Il-valur tal-fond tal-interlocking intuża bħala bażi importanti biex tiġi ġġudikata l-kwalità tal-irbattar.
Jista 'jidher mit-Tabella 2 ta' hawn fuq li għal konnessjonijiet irbattuti bla dwiefer tal-azzar-aluminju, l-istess ħxuna tal-materjal u direzzjonijiet differenti tal-irbattar jistgħu jiffurmaw interlocking aħjar, u l-istat interlocking mhuwiex sensittiv ħafna għall-materjal; ħxuna ta 'materjal differenti, direzzjoni tal-irbattar minn irqiq għal Meta eħxen, il-fond tal-interlock jinżel b'mod sinifikanti. Għalhekk, il-ħxuna tal-materjal hija l-fattur ewlieni li jinfluwenza għall-interlocking tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer, u d-direzzjoni tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer hija preferibbilment minn pjanċa ħoxna għal pjanċa rqiqa.
3.2.2 Determinazzjoni tal-parametri tal-proċess tal-irbattar għall-irbattar bla dwiefer
Il-parametri tal-proċess tad-die tal-irbattar bla dwiefer jaffettwaw il-fond tal-interlock tal-irbattar u l-kwalità tal-irbattar. Sabiex jinkisbu l-aħjar parametri tal-proċess, jintuża l-metodu Taguchi biex tagħżel id-die. mm pjanċa tal-aluminju serje 5000.
Il-fatturi ta 'kontroll huma rispettivament magħżula dijametru tal-punch, fond tad-die u ħxuna tal-bażi, u kull fattur ta' kontroll għandu 3 livelli, ara Tabella 3.
Il-fond tal-interlock bħala riżultat tar-rispons, fattur tal-ħoss bħala lubrikant, sintomu bħala sporġenza konġunta jew xquq fil-folja. Uża l-għodda tal-lista ortogonali biex tottimizza, u tistabbilixxi l-esperiment ortogonali L9 tal-karatteristika ta 'Wangda. Il-kombinazzjonijiet tat-test ortogonali u r-riżultati tat-test huma murija fit-Tabella 4.
Jista 'jidher mit-Tabella 4 li l-fond ta' interlocking tat-Test 5 huwa l-akbar, għalhekk huwa determinat li l-parametri tal-proċess ottimali għall-irbattar bla dwiefer huma 5.5 mm f'dijametru punch, 1.2 mm fil-fond tad-die, u 0. 8 mm fil-ħxuna tal-qiegħ.
3.3
3.3 Tqabbil tal-proprjetajiet mekkaniċi
Peress li m'hemm l-ebda standard xieraq biex jiġu ġġudikati l-proprjetajiet mekkaniċi tal-ġonot tal-azzar-aluminju fl-industrija, u peress li SPR intuża ħafna fi strutturi tal-ġisem ibridi tal-azzar-aluminju, il-proprjetajiet mekkaniċi tal-ġonot SPR jintużaw bħala punt ta 'referenza biex jiġġudikaw il-mekkanika proprjetajiet ta 'ġonot irbattuti bla dwiefer. Taħt il-kundizzjonijiet tal-istess ħxuna tal-materjal u tip ta 'materjal, ġie ddisinjat test ta' nuqqas ta 'shear tal-ġonta fil-livell ta' kampjun u cross tensile tagħbija statika biex ikejjel it-tagħbijiet ta 'shear u falliment tat-tensjoni ta' żewġ metodi ta 'konnessjoni, irbattar bla dwiefer u SPR.
Il-grad tal-pjanċa tal-azzar tal-kampjun tat-test huwa CR3, u l-ħxuna tal-materjal hija 0.8mm; il-grad tal-liga tal-aluminju huwa 5000 serje, u l-ħxuna tal-materjal hija 1.4mm. Id-direzzjonijiet ta 'l-irbattar ottimali ġew magħżula għaż-żewġ metodi ta' konnessjoni, fosthom l-irbattar bla dwiefer kien minn oħxon għal irqiq, u l-SPR kien minn irqiq għal oħxon, u minn iebes għal artab. Hemm 5 kampjuni f'kull grupp ta 'testijiet, u l-kurvi ta' spostament tat-tagħbija u l-modi ta 'falliment ta' fallimenti ta 'tagħbija tat-tensjoni u shear ta' kull grupp ta 'kampjuni huma murija fil-Figuri 5 sa 8.
3.3.1 Analiżi tat-test tal-falliment tat-tagħbija statika tal-shear
Jista 'jidher mill-Figuri 5 u 6 li taħt l-istat tat-tagħbija shear, il-mod ta' falliment tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer huwa l-ksur tal-għonq tal-pjanċa ta 'fuq, it-tagħbija massima tal-falliment hija 1620N, u l-falliment medju l-ispostament huwa 0.46mm; il-mod ta 'falliment tal-konnessjoni SPR huwa d-dmugħ tal-pjanċa ta' fuq, It-tagħbija massima ta 'falliment hija 2364N, u l-ispostament medju tal-falliment huwa 4.95mm.
Analiżi ulterjuri turi li taħt l-istat tat-tagħbija tal-shear, it-tnejn li huma għandhom ċertu assorbiment tal-enerġija tal-buffer tal-plastik, u s-saħħa tal-shear tal-ġonta riveted bla dwiefer tilħaq 68.5 fil-mija tal-SPR, iżda l-ispostament medju tal-ġonta riveted bla dwiefer huwa sinifikament aktar baxx meta l- falliment massimu jseħħ F'termini ta 'SPR, huwa biss 9.3 fil-mija ta' SPR.
Analiżi ulterjuri turi li taħt l-istat tat-tagħbija tat-tensjoni, il-falliment tal-ġonot taż-żewġ metodi ta 'konnessjoni huwa ksur fraġli, m'hemm l-ebda żona buffer ta' deformazzjoni tal-plastik, is-saħħa tat-tensjoni tal-irbattar bla dwiefer hija madwar 60.6 fil-mija tal-SPR, u l-ispostament medju ta ' Il-falliment ta 'l-irbattar bla dwiefer huwa wkoll inqas minn SPR, u jilħaq 65 fil-mija ta' SPR. Bħala konklużjoni, meta mqabbla mal-konnessjoni SPR, għalkemm il-proprjetajiet mekkaniċi tal-ġonta irbattuta bla dwiefer huma mnaqqsa, tista 'tiġi applikata fiż-żona tal-istruttura tal-ġisem mhux prinċipali li ġġorr it-tagħbija.
3.4
Analiżi tal-Fatturi li Jaffettwaw il-Proprjetajiet Statiċi
Sabiex tiġi analizzata aktar il-prestazzjoni statika tal-ġonot irbattuti bla dwiefer, applika l-ġonot irbattuti bla dwiefer biex jiffurmaw linji gwida tad-disinn għall-istruttura tal-ġisem, mit-tliet aspetti tal-grad tal-materjal, id-direzzjoni tal-irbattar, u l-ħxuna tal-materjal, flimkien ma 'vista cross-sectional konġunta parametri tal-morfoloġija u testijiet tal-falliment tat-tagħbija statika Id-dejta ntużat biex tanalizza l-influwenza tagħha fuq il-prestazzjoni statika tal-konnessjoni bla dwiefer tal-azzar-aluminju.
Id-daqs tal-kampjun u l-metodu tat-test huma kif hawn fuq. Fit-test, jintgħażlu l-grad u l-ħxuna ta 'materjali komuni fiż-żona ta' tagħbija baxxa tal-istruttura tal-ġisem. mm, 1.3mm, kombinazzjonijiet tat-test u riżultati tat-test huma murija fit-Tabella 5.
3.4.1 Effett tal-Grad tal-Materjal
L-ewwel erba 'kombinazzjonijiet bi ħxuna materjali ta' 1.0mm ġew magħżula biex janalizzaw l-influwenza tal-grad tal-materjal fuq il-prestazzjoni statika tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer. Ir-riżultati tat-test bħall-forza massima ta 'shear, il-forza massima tat-tensjoni, il-valur tal-fond ta' interlock u l-mod ta 'falliment huma murija fit-Tabella 6.
Mill-analiżi fil-Figura 9, wieħed jista 'jara li l-mod ta' nuqqas ta 'shear jiddependi prinċipalment fuq is-saħħa tas-saff ta' fuq. Meta s-saħħa tas-saff ta 'fuq tkun ogħla minn dik tas-saff t'isfel, il-mod ta' nuqqas ta 'shear huwa ġeneralment il-ksur tal-punt ta' konnessjoni tal-materjal tas-saff ta 'fuq; Biż-żieda tas-saħħa tas-saff t'isfel, il-mod tal-falliment tal-shear jinbidel mill-ġbid tal-punt tal-konnessjoni għall-ksur tal-punt tal-konnessjoni; bl-istess mod, is-saħħa tal-shear tiddependi prinċipalment fuq is-saħħa tal-materjal tas-saff ta 'fuq, u tiżdied biż-żieda tas-saħħa tal-materjal tas-saff ta' fuq.
Taħt l-istess ħxuna tal-materjal, il-mod ta 'falliment tat-tensjoni trasversali huwa l-ġbid tal-punt tal-konnessjoni, li m'għandu x'jaqsam xejn mal-grad tal-materjal; it-tagħbija tat-tensjoni tonqos biż-żieda tas-saħħa tal-materjal.
Il-fond tal-interlock jonqos hekk kif tiżdied it-tagħbija tal-materjal, minħabba li aktar ma jkun b'saħħtu l-materjal, aktar ikun diffiċli għall-materjal li jiddeforma waqt il-konnessjoni, u jagħmel l-interlock aktar diffiċli.
3.4.2 Effett tad-direzzjoni tal-irbattar
Bl-istess mod, ibbażata fuq id-dejta tal-ewwel erba 'kombinazzjonijiet, l-influwenza tad-direzzjoni tal-irbattar fuq il-prestazzjoni statika tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer tista' tiġi analizzata, kif muri fil-Figura 10.
Id-direzzjoni tal-konnessjoni tal-irbattar bla dwiefer hija minn tagħbija għolja għal qawwa baxxa. Għalkemm hemm ftit differenza fil-fond tal-interlocking, it-tagħbija tal-shear tiżdied b'mod sinifikanti. Il-kombinazzjoni 1 hija 53.4 fil-mija ogħla mill-kombinazzjoni 2, u l-kombinazzjoni 3 hija 45.6 fil-mija ogħla mill-kombinazzjoni 4; id-direzzjoni tal-konnessjoni hija għolja Mill-qawwa għal qawwa baxxa, għalkemm id-differenza fil-fond ta 'interlocking mhix kbira, is-saħħa tat-tensjoni titnaqqas b'mod sinifikanti. Il-kombinazzjoni 1 hija 33.6 fil-mija inqas mill-kombinazzjoni 2, u l-kombinazzjoni 3 hija 29.4 fil-mija inqas mill-kombinazzjoni 4.
3.4.3 Effett tal-Ħxuna tal-Materjal
Il-kombinazzjoni magħżula u d-dejta tar-riżultat tat-test huma murija fit-Tabella 7, u l-influwenza tal-ħxuna tal-materjal fuq il-parametri tal-proċess tal-irbattar bla dwiefer u s-saħħa tal-falliment tat-tagħbija statika hija mqabbla u analizzata.
Jista 'jidher mit-Tabella 7 u l-Figura 11 li, għas-saħħa tal-shear, iktar ma jkun ħoxnin il-materjal ta' fuq, iktar ikun kbir il-fond ta 'interlocking, akbar tkun il-ħxuna tal-għonq, iktar tkun għolja s-saħħa tal-shear; iktar ma jkun ħoxnin il-materjal t'isfel, iktar ikun diffiċli d-deformazzjoni tal-materjal ta 'fuq, għalkemm Il-fond ta' interlock jiżdied, iżda iktar ma tkun irqaq il-ħxuna tal-għonq, inqas tkun is-saħħa tal-shear. Rigward is-saħħa tat-tensjoni, iktar ma jkunu ħoxnin is-saffi ta 'fuq u t'isfel, iktar ikun kbir il-fond ta' interlocking u iktar tkun għolja s-saħħa tat-tensjoni.
stampa
Għalhekk, biex tiżdied is-saħħa tal-shear, huwa meħtieġ saff ta 'fuq eħxen jew saff t'isfel irqaq; iż-żieda fil-ħxuna tas-saffi ta 'fuq u t'isfel tista' żżid is-saħħa tat-tensjoni.
4 Konklużjoni
a. Għalkemm il-prestazzjoni statika tal-konnessjoni irbattuta bla dwiefer hija aktar baxxa minn dik tal-SPR, tista 'tiġi applikata għaż-żona tal-istruttura tal-ġisem mhux prinċipali li ġġorr it-tagħbija;
b. Is-saħħa tal-shear hija korrelatata b'mod pożittiv mas-saħħa tal-materjal ta 'fuq; is-saħħa tat-tensjoni hija korrelatata b'mod negattiv mas-saħħa tal-materjal kompost li jgħaqqad;
c. Id-direzzjoni tal-irbattar hija minn pjanċa ta 'qawwa għolja għal qawwa baxxa, u s-saħħa tal-shear hija ogħla; id-direzzjoni tal-irbattar hija minn pjanċa ta 'qawwa baxxa għal qawwa għolja, u s-saħħa tat-tensjoni hija ogħla;
d. Il-ħxuna tal-materjal ta 'fuq eħxen u l-ħxuna tal-materjal t'isfel irqaq għandhom saħħa ta' shear ogħla; iż-żieda tal-ħxuna tal-materjal ta 'fuq u t'isfel tista' żżid is-saħħa tat-tensjoni.
