自冲铆成形机理及静力学性能分析.docx

自冲铆成形机理及静力学性能分析
自冲铆成形技术是一种新型的金属连接技术，具有质量轻、可重复使用、高效率、无需处理、节能环保等优点，因此在航空航天、汽车、机械制造和建筑等领域得到了广泛应用。本文旨在探讨自冲铆成形的机理及其静力学性能分析。
自冲铆成形机理
自冲铆成形是利用搭接材料之间的弹性变形，使铆钉箍住了板材，从而完成了铆接的过程。具体的成形过程可以分为三个阶段：柄部加锈、锥形攻入和成形锁紧。以下是详细的描述：
1.柄部加锈：自冲铆需要使用特制的铆钉，铆钉有一定的锋利度，采用异步进给的方式，通过搭接材料以及对材料的挤压作用，使铆钉的柄部被削弱、加锈和钉头上升。
2.锥形攻入：铆钉柄部加锈后，就会向下推进，形成柄部上下两端压力差异。因为搭接材料具有弹性，因此会形成一个压控形变区。当铆钉柄部低处的压力大于上部时，就会向下推，形成锥形攻入状态。在该状态下，铆钉锥形头侵入材料中，形成切削区，切削区随着铆钉的深入逐渐形成，并向周围扩展。在该过程中，材料遭受强烈的切削和变形，使材料表面发生塑性变形，一部分金属粉末沉积在铆钉周围。
3.成形锁紧：在进行锥形攻入后，铆钉会变形，使柄部继续推进。在这种情况下，铆钉柄部会形成一个塑性变形区，从而保证在铆接过程中不断降低表面粗糙度和表面飞边。最终锁紧，完成了铆接的过程。
静力学性能分析
自冲铆成形铆接件，主要是由铆钉、板材和搭接材料组成的。因此，其机械性能主要受到材料物理性质和几何形状等因素的影响。自冲铆铆接件的静态性能主要包括：剪切强度、拉伸强度、撕裂强度等。
1.剪切强度：自冲铆成形铆接件的剪切强度指的是在铆接件产生剪切时所能承受的应力。在剪切过程中，铆钉柄部受到牵引作用和搭接材料装配的切削作用，使铆钉柄部发生变形并形成一个高度变形的塑性区。当应力大于弹性变形区时，将发生局部塑性变形，导致铆接件的破坏。在自冲铆成形铆接件中，剪切强度是其静态性能的最主要指标，直接影响了其质量和可靠性。
2.拉伸强度：自冲铆成形铆接件的拉伸强度指在拉伸状态下所能承受的拉伸应力。在铆接件受到拉伸时，铆钉柄部遭受的是拉伸应力，因此该部位应具有一定的强度以避免铆接件的破坏。受到拉伸时，材料的分子间相对位移产生位移的应变态是拉伸应变。
3.撕裂强度：自冲铆成形铆接件的撕裂强度指在均匀地受到拉伸状态下所能承受的拉伸应力。在铆接件受到拉伸时，在某些情况下，材料可能无法承受拉伸，而是在其内部发生撕裂，并形成撕裂痕。撕裂强度指的是该情况下铆接件的表现强度。
总之，自冲铆成形作为一种新型的金属连接技术，在航空航天、汽车、机械制造和建筑等领域的应用前景非常广阔。本文对其机理及静力学性能进行了探讨和分析，希望能够为相关行业的从业人员提供一定的参考和帮助。