一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法技术

本发明专利技术提供了一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法，属于连接技术领域。所述的参数优化方法包括建立几何建模、网格控制、运动约束、接触定义及多场耦合优化五个阶段，完整建立了热熔自攻丝连接过程的有限元模型，提升了仿真成形过程的螺纹成形率；根据仿真计算结果对实际参数进行优化，得到最佳的实际工艺参数。本发明专利技术采用仿真结合实验的方法，建立有限元模型与实际工艺参数间的关系，用仿真参数指导实际工艺参数的设置，提高热熔自攻丝连接接头成形质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连接，尤其涉及一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法。

技术介绍

1、热熔自攻丝连接工艺作为轻量化材料连接的关键技术，在汽车制造领域尤其是钢铝混合车身连接中具有不可替代的地位。该工艺通过高速旋转的螺钉穿透上层材料，并在下层材料中形成螺纹啮合结构，实现异种材料的可靠连接。然而，传统工艺参数优化方法存在三大技术瓶颈：现有的“试错法”将导致材料浪费和时间成本增加，工艺参数与接头质量间的非线性耦合关系难以精确测算；异种材料(钢-铝)连接时热变形不协调导致接头缺陷；以及现有技术确定的最佳工艺参数效率低下。

2、现有技术主要采用两类优化方法：一类通过人工神经网络建立工艺参数(轴向下压力f1、扭矩t)与接头质量(板间间隙d1、有效螺纹啮合长度d2)的映射关系，但却依赖大量实验数据训练模型；另一类响应曲面法需要通过二阶多项式模型优化单一目标(例如铆钉驱动时间t)，难以全面反映复杂的热力耦合效应。

3、因此，如何简化工艺和减少数据模型、精准获取有限参数、考虑热熔过程中由于铝板软化等热耦合效应、铝板塑性变形行为、板材之间摩擦以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法，其特征在于，它包括如下方法步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法，其特征在于，步骤(1)根据热熔自攻丝连接工艺特点建立三维模型，该三维模型包括：设定铆钉螺距为0.78～0.8mm、长度为21.8～22.2mm、直径为4.8～5.2mm；设定钢板宽度为28～30mm、长度为95～100mm、厚度为1.8～2.2mm；设定铝板宽度为28～30mm、长度为75～80mm、厚度为2.8～3.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法...

【技术特征摘要】

1.一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法，其特征在于，它包括如下方法步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于有限元方法的热熔自攻丝连接工艺参数优化方法，其特征在于，步骤(1)根据热熔自攻丝连接工艺特点建立三维模型，该三维模型包括：设定铆钉螺距为0.78～0.8mm、长度为21.8～22.2mm、直径为4.8～5.2mm；设定钢板宽度为28～30mm、长度为95～100mm、厚度为1.8～2.2mm；设定铝板宽度为28～30mm、长度为75～80mm、厚度为2.8～3.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于有限元方法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾海龙，蔺浩文，宋家旺，查敏，王慧远，朴一男，马品奎，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：