汽车行业快速发展带来种种便利的同时也给环境带来不小的压力,同时人们越来越关注汽车燃油经济性,这就要求汽车厂家势必对汽车进行轻量化,用铝板或其它有色金属来代替钢板是汽车轻量化的有效手段。研究表明,半空心铆钉自冲铆接是解决铝板和钢板连接的有效方式,也是汽车轻量化的一种有效手段。半空心铆钉的设计参数及其成形工艺与成形后接头强度之间的关系鲜有研究。因此,本论文研究半空心铆钉自冲铆接工艺参数变化与成形质量的关系,以期通过优化铆钉参数达到最佳的铆接效果。本文首先利用有限元软件DEFORM-2D对自冲铆接过程进行仿真模拟,自行设计并改进制作了自冲铆钉和铆接设备,利用3D打印制作调试设备的对中装置,快速且准确的完成设备调试。在铆接总厚度4mm的板料时,冲头端面与板料的距离为3.2mm,接头铆钉头部与板料之间紧凑无缝隙。其次设计半空心铆钉和凹模模具。利用数值模拟的方法对铆钉参数进行优化,参数分别是前角a与后角b、管脚尖部圆角半径r和铆钉管腿尖端与外径之间的距离d,通过分析,确定a=40。、b=30。和r=0.04mm。最后加工不同d值的铆钉进行铆接实验,并制作拉伸试样和撕开试样,利用万能力学实验机对不同参数d值的铆接试样进行拉伸实验和撕开实验,实验表明拉伸试样和撕开试样产生最大拉力时,铆接接头已经被破坏。铆接拉伸试样(撕开试样)在初始位移处承受的载荷大小排序与拉伸试样(撕开试样)承受最大载荷的大小排序不一致。本文还对内缩式铆钉进行初步探索,对比内缩式铆钉和外扩式铆钉铆接后试样的力学性能。无论是最大拉力还是在初始位移处,外扩式试样承受的拉力均大于内缩式试样承受的拉力,可以判断得出外扩式试样的力学性能要优于内缩式试样。