【摘 要】
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随着汽车轻量化技术的不断发展和进步,复合连接方法和异种材料的共同使用在车身上出现的越来越多,异种材料的连接需求进一步推进了复合连接技术的研究和发展。本文以胶铆复合连接的车身T型接头结构为研究对象,通过试验和仿真结合的方法研究接头结构的力学性能和失效形式,本文主要研究内容如下:（1）车身T型接头结构金属部分的失效仿真选用Johnson-Cook本构模型和失效准则。这一部分着重介绍了Johnson-C
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随着汽车轻量化技术的不断发展和进步,复合连接方法和异种材料的共同使用在车身上出现的越来越多,异种材料的连接需求进一步推进了复合连接技术的研究和发展。本文以胶铆复合连接的车身T型接头结构为研究对象,通过试验和仿真结合的方法研究接头结构的力学性能和失效形式,本文主要研究内容如下:（1）车身T型接头结构金属部分的失效仿真选用Johnson-Cook本构模型和失效准则。这一部分着重介绍了Johnson-Cook的失效准则:对6061-T6铝合金和304不锈钢金属试件进行不同应力三轴度下的拉伸失效试验,再对这些拉伸试验分别进行对应的有限元仿真建模,获取金属关于应力三轴度和断裂应变的关系,计算得到Johnson-Cook失效准则的参数,并结合数值仿真和试验结果验证参数的有效性。（2）以采用异种材料连接的单搭接胶铆复合连接接头为研究对象,对接头进行准静态拉伸破坏试验,研究单搭接接头的失效机理。通过有限元仿真方法对单搭接接头建模,金属部分采用Johnson-Cook的本构模型和失效准则,热塑性碳纤维增强复合材料采用Hashin失效准则,胶层使用内聚力模型,开展准静态拉伸破坏的有限元仿真模拟,并将数值仿真结果和试验结果进行对比验证,得到可靠的单搭接胶铆复合连接接头的强度性能评估。在仿真得到试验验证的基础上,建立起一套准确的单搭接胶铆接头成型、断裂、失效的数值仿真模型。（3）将多铆钉铆接和胶接的复合连接应用于热塑性碳纤维增强复合材料和6061-T6铝合金制作的T型接头结构样件,并对接头结构的静态力学性能和连接性能研究。设计准静态条件下T型接头结构弯曲失效试验并获取位移载荷曲线,评估结构的承载能力和抗弯曲能力。采用前述部分获取的参数在有限元软件中进行T型接头结构的弯曲数值仿真模拟,获取相对应的位移载荷曲线,并对数值仿真结果和试验结果进行对比验证。本文通过对胶铆复合连接的T型接头结构的力学性能和失效机理的研究,发现异种材料连接下的接头结构具有非常强的抗弯曲能力,车身接头结构有着极强的承载能力。本文的研究属于多材料车身轻量化连接技术的工程应用,对胶铆复合连接和异种材料连接的研究提供了一定的参考价值。
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