轻金属板材自冲铆接头疲劳损伤机理研究

轻金属是国家重点发展与应用的新型结构材料，但因很多轻金属材料焊接性能不好，故急需开发轻金属板材连接新技术，自冲铆接技术是其中最有应用前景的新技术之一。自冲铆接工艺的特点决定了在铆接点附近易出现高应力集中点和挤皱磨损区域，在复杂变载条件下易产生疲劳裂纹最终导致疲劳失效。本课题针对轻金属自冲铆接技术急需解决的关键问题进行研究，用轻金属板材进行自冲铆接实验、全寿命疲劳实验及阶段寿命疲劳实验，研究几何参数、材料参数、过程参数对接头疲劳寿命的影响；采用动态响应测试法探索疲劳裂纹扩展速率与动态响应变化之间的对应关系；采用SEM对试件铆接截面进行显微组织结构分析；采用光电子能谱仪进行材料微区成分的定性，定量分析，弄清挤皱磨损产生的具体位置及程度，探索轻金属自冲铆接接头疲劳失效机理；采用有限元方法对自冲铆接接头疲劳裂纹萌生及扩展过程进行数值仿真，最终建立疲劳寿命预测模型。

轻金属是国家重点发展与应用的新型结构材料，但因很多轻金属材料焊接性能不好，故急需开发轻金属板材连接新技术，自冲铆接技术是其中最有应用前景的新技术之一。自冲铆接工艺的特点决定了在铆接点附近易出现高应力集中点和挤皱磨损区域，在复杂变载条件下易产生疲劳裂纹最终导致疲劳失效。本课题针对轻金属自冲铆接技术急需解决的关键问题进行研究，用轻金属板材进行自冲铆接实验、静强度实验、全寿命疲劳实验及阶段寿命疲劳实验，研究几何参数、材料参数、过程参数对接头疲劳寿命的影响；采用动态响应测试法探索疲劳裂纹扩展速率与动态响应变化之间的对应关系；采用SEM对试件铆接截面进行显微组织结构分析；采用光电子能谱仪进行材料微区成分的定性，定量分析，弄清挤皱磨损产生的具体位置及程度，探索轻金属自冲铆接接头疲劳失效机理；采用有限元方法对自冲铆接接头疲劳裂纹萌生及扩展过程进行数值仿真，建立疲劳寿命预测模型。