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基于超高強(qiáng)度硼鋼與鋁合金混合技術(shù)的輕量化車(chē)身結(jié)構(gòu)的連接

汽車(chē)車(chē)身工程輕量化設(shè)計(jì)能夠減少能源消耗和汽車(chē)的溫室氣體排放，而面臨的挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)在車(chē)身質(zhì)量更輕的同時(shí)其剛性和碰撞穩(wěn)定性也要保持原有的水平。為滿(mǎn)足大批量的汽車(chē)市場(chǎng)需求，智能負(fù)荷型多材料設(shè)計(jì)是最佳的解決方案，如采用超高強(qiáng)度熱沖壓硼鋼、現(xiàn)代鋁合金板材和鑄造的集成方法，因?yàn)檫@些材料具有以合理的成本能提供較好減輕質(zhì)量的潛力。但這些材料組合缺乏所需的連接技術(shù)，這也是實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)的主要障礙之一。介紹了合理連接技術(shù)的最新發(fā)展和研究成果。

重點(diǎn)介紹了粘結(jié)方法和機(jī)械連接技術(shù)。已建立的機(jī)械連接適于復(fù)合材料的連接，如自沖鉚接或緊鉗固定。由于超高強(qiáng)度熱沖壓硼鋼的高強(qiáng)度與低塑性，因此需要進(jìn)一步改進(jìn)連接技術(shù)或開(kāi)發(fā)新的高生產(chǎn)效率方法，需要工藝時(shí)間短，沒(méi)有或廉價(jià)的輔助連接元件以及連接設(shè)備的快速簡(jiǎn)單定位等?？焖俣ㄎ坏南葲Q條件是被連接零件不需要在連接過(guò)程中提前在零件上鉆孔或切孔。本文提出關(guān)于硼鋼零件與鋁壁板連接的4種創(chuàng)新方法。

在汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)過(guò)程中，所提出的技術(shù)對(duì)于高強(qiáng)度鋼與鋁合金及其它有色金屬材料的連接非常有效。用實(shí)心鉚釘和剪切連接的自穿孔鉚接不需要任何零部件的預(yù)先準(zhǔn)備，如鉚釘?shù)南拗苹虿迦?，而使用硬且重的C型設(shè)備在操作過(guò)程中需要較大的力，使機(jī)械連接方法成本更高。

通過(guò)準(zhǔn)確的連接與結(jié)構(gòu)粘結(jié)相結(jié)合的方法，使連接的性能顯著提高。如果考慮到連接過(guò)程和連接體之間的影響，需采取相應(yīng)的優(yōu)化措施。

刊名：Procedia CIRP（英）

刊期：2014年第23卷

作者：Gerson Meschut et al

編譯：郭永奇