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机械设计 与制造 第4期 218 Machinery Design Manufacture 2011年 4月 文章编号 ：1001—3997(2011)04～0218—03 铆接装配过程数值模拟 母 lme reintroduce 耐Theretprocs∞divided ixphas∞c。rdingthe踮resst／imel lcurve． re8ultshowsthatnumericalsimulationcaneffectivelyappliedtotherivetprocessandestablishl 譬lthefoundationforfutureanalysisofrivetstrengthandfatigue． 82 1弓I言 温度等多种工艺因素对塑性成形过程的影响，能够模拟整个金属 作为机械变形连接方式的一个重要组成部分，铆接在五金 成形过程的流动规律，获得变形过程任意时刻的力学和流动信 工具、建筑五金，高低压电器、仪器仪表、电器开关、钢制家具、纺 息，如应力场、速度场、温度场以及预测缺陷的形成和扩展。根据 织器材，尤其是飞机装配、汽车装配、摩托车装配等行业应用非常 变形特征，普通铆接成形在金属塑性成形中可以归结到体积成 广泛。随着对产品性能要求的不断提高，人们愈来愈重视铆接质 形，成形过程中，金属材料发生较多塑性变形 ，弹性变形相对极 量，使其适应质量稳定、生产速率高、疲劳寿命长的要求。应用有 少，可忽略不计。其对应的数学描述及求解为刚塑性有限元法。刚 ★来稿 日期：2010--06-01 ★基金项 目：河海大学常州校区博士启动基金(2009—2011) 第4期 张洪双 ：铆接装配过程数值模拟 219 — 铆钉直径； — 镦头高度。 根据金属成型过程中体积不变原理可知，铆钉长度应该满 足公式： 兰 (L—s)·叮T·(d／2)‘ ·1T·(D／2)一LS+I．024d (3) 式中：s一被连接件的总厚度。 模型的数值分别为铆钉直径4ram，铆钉长度为9．3ram，铆钉 孔直径为4．1mm。上下被连接件的厚度均为2．5ram。 铆钉 板件 1 图2铆钉材料的自然应力幢 变和名义应力，府变对比 寻 在金属塑性变形的不可压缩性质将增加对单元的运动学约 束 ，限制了可应用的弹一塑性模拟的单元类型。当单元不能消除这 板件 2 些过约束时，就会产生体积自锁，引起单元的响应过于刚硬。完全 触 积分一次实体单元不受体积 自锁的影响，可以有效应用。采用 Yt CAX4R单元模型。网格数 目的划分要保证计算的可靠性，同时要 L——+X 减少模型的计算时问。在有限元分析中网格加密意味着计算成本 图 1铆接模型尺寸 的增加。被连接件单元大小为0．3ram，上板件有 183个单元