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塑性成形连接因具有独特的优势而在近年来广受关注,但对于异质材料以及厚度差较大的板料,现有方法仍存在很大局限。针对异质和大厚度差板料间的连接需要,本文基于冲压变形连接技术提出了一种平底带孔冲压连接方法(Flat Hole-clinching,FHC)。该方法利用简单模具对上板施加压力,使材料流入下板的预制孔中形成“嵌套”结构,不仅能够满足力学性能与厚度相差较大的板料之间的连接要求,而且在连接处无凸点。以厚度为0.8mm的两层Al 6063铝合金板,以及厚度分别为0.8mm、1.0mm的Al 6063铝合金板、AZ31镁合金板为对象,利用物理实验、有限元模拟,研究了带倒锥形预制孔的FHC,结合响应面方法(RSA,Response Surface Analysis)方法,分析了材料特性、相对厚度以及模具几何参数对轴向剥离强度的影响。主要结论如下:(1)FHC可以实现异质材料以及厚度相差较大板料之间的连接,甚至获得比传统冲压连接方式更大的连接强度。FHC成形阶段中上模行程较短,且在轴向分离过程中具有更长的分离距离。(2)FHC成形过程的下板变形较小。但是随着上板强度的增加,下板倒锥孔的变形程度会有所增加,直至发生塌陷,使得轴向剥离力明显降低;当下板相对厚度增加,连接点材料会内陷形成“空洞”,使得连接强度减小,轴向剥离力呈先升高后降低的变化趋势;当下板厚度大于1.5倍上板厚度时,采用平砧下模很难形成有效的“嵌套”结构,此时可采取带圆形凸台的下模;减小下板的相对厚度,轴向剥离力逐渐降低。(3)RSA分析结果表明,各模具几何参数对轴向剥离强度的影响顺序由大到小分别为:下板圆锥孔斜度β、上模直径dp、上模外倾角α、上模圆角半径R。对于0.8mm的Al 6063铝合金以及1.0mm的AZ31镁合金板料,当下板倒锥孔小端直径6.6 Hd?mm,最优的参数组合为??25?,5.6 pd?mm,??3?,R?0.5 mm,此时利用回归方程、有限元模拟以及物理实验得到的轴向剥离力分别为584N,580N,570N。(4)根据平底带孔冲压连接的结构特点,且成形后连接点颈部厚度值1?0.5Nt t时较容易产生颈部断裂失效,而颈部厚度值10.5Nt?t时较容易发生整体脱离失效,建立了FHC的参数化设计流程。