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由于铝合金比强度高、成形性好和高强钢高硬度、高耐磨的材料特性,上述两种材料已成为汽车轻量化设计中理想的材料,广泛地应用于汽车车身结构的设计和制造中。近年来两种材料组合连接的使用越来越广泛,但由于两种材料物理性能的差异,传统的点焊技术难以形成有效的连接,无铆钉铆接连接过程中无热输入且工序简单,因而广泛地应用于板料的连接。但由于力学性能和结构工艺参数的差异导致连接质量不稳定,因此通过优化结构工艺参数提高连接质量成为有效手段。本文以6061铝合金和HC340/590DP高强钢为研究对象,首先通过单轴拉伸试验获得两种材料的性能参数,并建立J-C本构模型;之后在ABAQUS软件中,进行铆接过程的数值模拟,并进行试验验证,验证的结果表明:数值模拟得到了与试验中几何形状相一致的接头,并且力-位移曲线很好地解释了两板料形成互锁机构的过程,验证了数值模拟结果的有效性。研究不同结构工艺参数下接头颈厚值t_n和自锁值t_u的变化规律,其规律为:当凸模半径X1或者凹模半径X2增大时,颈厚值t_n和自锁值t_u呈现反比例变化;当凹模深度X3增大时,颈厚值t_n和自锁值t_u同时减小,自锁值t_u减小的幅度更大;而当凹槽宽度X4和冲程X5增大时,颈厚值t_n变化均不明显,自锁值t_u随着凹槽宽度X4的增大而减小,随着冲程X5的增大而增大。分析试验设计方案并选择最优拉丁超立方试验设计,随后建立BP神经网络模型、响应面模型和Kriging模型,并采用评价系数R~2来检验三种近似模型的拟合精度,其对颈厚值t_n预测的评价系数R~2分别为0.791、0.876、0.981;对自锁值t_u预测的评价系数R~2分别为0.788、0.842、0.943。Kriging模型的拟合精度最好,所以本文采用Kriging模型用于后续的优化中。将钢铝异质板料无铆钉铆接过程的Kriging模型与NSGA-Ⅱ算法结合使用,得到颈厚值t_n和自锁值t_u的pareto最优解集,然后进行优化结果的试验验证,试验结果表明:接头的最大抗拉抗剪力分别提高了9.4%和26.4%,验证了本文所提出优化方法的有效性。