【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连接装备，具体涉及一种通过建模辅助自冲铆接工艺的优化方法。
技术介绍
1、汽车工业中材料的高度混合使用决定了汽车整体性能对连接方式的依赖。冷连接技术自冲铆接spr(self-pierce riveting)，尤其是半空心铆钉自冲铆以其方便快捷的工艺操作、较低的附加质量和较高的连接性能，大量应用于车身各部件的连接中。自冲铆接spr是一种板材冷变形连接技术，铆钉穿透上板对下板进行塑性变形，形成机械互锁；下板被铆钉嵌入铆模，受力状态与板材冲压成型类似。这种连接工艺的接头成型质量和性能，由以下因素决定：1)下板材料自身的可塑性，2)铆钉铆模的几何形状，3)自冲铆接过程工艺(下压位移、铆模与下板间摩擦等)。当待铆接材料组合固定，比如因素1)下板材料端确定为高强变形铝、铸铝、镁合金等自身可塑性受限的材料时，其拉伸延伸率仅为8-12％，此时延用普通的钉模组合和铆接工艺，极易出现下板纽扣边沿开裂情况，影响接头质量。
2、如何有针对性的开发铆模，优化铆接工艺，提高接头服役性能，是本领域中亟待解决的技术问题。在公开号为cn116522519a，名称为一种基于成型历史的自冲铆接接头仿真建模方法的中国专利中，公开了一种自冲铆接接头仿真建模方法，其通过分析应力状态的分布，有针对性的加载大尺寸试样，获得材料力学性能，修正自冲铆接模型。然而该专利主要优化的是上板的断裂判定，通过对上板材料微区断裂受力区分，更准确的模拟铆钉刺穿上板进入下板的过程，即自冲铆接的前期过程，然其并未解决铆钉刺入下板后，下板在铆钉铆模共同作用下的受力以及由此引
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种通过建模辅助自冲铆接工艺的优化方法，其通过结合应力三轴度及下板受力状态分析，以有针对性的设计并优化铆接工艺。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提出以下技术方案：一种建模辅助自冲铆接工艺的优化方法，包括以下步骤：一种建模辅助自冲铆接工艺的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1.建立自冲铆接过程的有限元模型，将初始铆接参数输入所述有限元模型，得到初始铆接状态的模型；
4、s2.获取模型初始铆接状态的核模参数，将模型与真实试验结果对比，进行模型校核；
5、s3.在下板易开裂处提取其特征单元格的应力三轴度随时间变化的曲线；
6、s4.提取s3中所述特征单元格的最大主应变，该最大主应变为应力三轴度由正变负的时间点的主应变，定义为初始最大主应变；
7、s5.调整铆接工艺参数，将调整后的铆接工艺参数输入所述有限元模型，得到与所述初始最大主应变相对应的调整后最大主应变；
8、s6.比较调整后最大主应变与初始最大主应变得到模拟的铆接工艺优化结果。
9、优选地，所述应力三轴度为静水应力和vonmises米塞斯应力的比值η，且
10、
11、其中，σ11、σ22、σ33、σ12、σ23、σ31表示应力矩阵中的应力值。
12、优选地，所述有限元模型三维实体单元模型或者二维轴对称壳单元模型。
13、优选地，所述初始铆接参数包括铆钉的几何形状和力学性能、铆模的几何形状，上下板特征参数，铆钉下压位移以及上下板与钉模间的摩擦系数中的一个或多个。
14、优选地，所述核模参数包括铆钉进入下板后的互锁值、有效深度、底材余量中的一个或多个。
15、优选地，所述下板易开裂处为下板中应力三轴度最后由正变为负的位置。
16、优选地，所述下板易开裂处为下板填充铆模时，空隙处的下板表层。
17、优选地，所述下板易开裂处为铆钉穿入下板后形成的下板纽扣边沿处。
18、优选地，所述s4中的最大主应变为该状态下板延纽扣圆周方向的应变。
19、优选地，所述s6中，如果调整后最大主应变小于初始最大主应变，则说明调整后模型铆接工艺优于初始铆接工艺；
20、如果调整后的最大主应变不小于初始最大主应变，则进一步迭代，直至调整后最大主应变小于初始最大主应变。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
22、本专利技术通过建模辅助分析自冲铆接工艺过程，尤其自冲铆接的后期过程，即铆钉刺入下板后，下板在铆钉铆模共同作用下的受力，在特殊受力状态下容易开裂的情况，运用仿真建模方法模拟优化铆接工艺，改善铆接质量，尤其是预防下板开裂，保证后期服役性能。
23、本专利技术利用应力三轴度衡量自冲铆接下板受力状态，量化下板易开裂处的由拉应力转为压应力的最大主应变，通过降低下板最大主应变明确了自冲铆接工艺的优化方向。
24、本专利技术采用应力三轴度定义下板受力状态，以有针对性的设计并优化铆接工艺，得到模拟结果的确认后，再进行实验生产，避免试错成本及时间。
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1.一种建模辅助自冲铆接工艺的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述应力三轴度为静水应力和vonMises米塞斯应力的比值η，且
3.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述有限元模型三维实体单元模型或者二维轴对称壳单元模型。
4.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述初始铆接参数包括铆钉的几何形状和力学性能、铆模的几何形状，上下板特征参数，铆钉的下压位移以及上下板与钉模间的摩擦系数中的一个或多个参数。
5.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述核模参数包括铆钉进入下板后的互锁值、有效深度、底材余量中的一个或多个。
6.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述下板易开裂处为下板中应力三轴度最后由正变为负的位置。
7.根据权利要求6所述的优化方法，其特征在于，所述下板易开裂处为下板填充铆模时，空隙处的下板表层。
8.根据权利要求6所述的优化方法，其特征在于，所述下板易开裂处为铆钉穿入下板后形成的下板纽扣边沿处。
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