自进入二十一世纪以来,汽车工业就一直保持强劲发展态势,而人们对汽车性能的要求也在不断提高。如何才能在保证连接高质量的基础上减轻车身重量,这是困扰制造商已久的一个难题。目前,大量实践研究证实,要想实现车身的轻量化,降低尾气排放量,最有效的方法就是采用轻型材料,比如铝、塑料等。一直到现在,点焊仍是连接车身结构最常用的一种方法,不过这种方法也存在一些缺陷与不足,不适用于黑金属与有色金属、金属与非金属等连接。但在汽车工业快速发展的今天,要想提高生产效率,保证零部件的焊接质量,弥补点焊的不足之处,实现真正意义上自动化生产,就需要一种全新的焊接方法,而铆接自诞生之日起就受到了汽车制造商的广泛关注与青睐。在本课题研究中,笔者依托自冲铆接理论,采用数值分析与实验相结合的方法着重分析半空心铆钉自冲铆接工艺参数与连接件安全强度间的关系,通过升级铆接过程、优化半空心铆钉铆接过程工艺参数,研究其在铆接过程中对安全的影响,提出一套科学且合理的铆接工艺安全策略,旨在将生产过程中存在的一些安全隐患降到最低,为生产加工企业提供参考。本文首先利用有限元软件Simufact.Forming对自冲铆连接过程仿真模拟,详细介绍半空心铆钉铆接的模拟过程和各参数设置,且通过仿真模拟,验证了其工艺的可行性。其次选择合适的工艺参数进行研究,并通过仿真模拟分析各种参数对自冲铆接质量的影响,参数分别是铆钉管脚角度参数,凹模凸台高度,机器冲铆速度。最后加工不同配对值的铆钉进行铆接实验,并制作拉伸和撕开试样,并利用万能力学实验机器,对不同参数的铆接试样进行实验,将实验结果与模拟结果对比验证,结果表明底部厚度、剩余厚度大小对试样撕开拉力也有影响,随着凸台高度上升,底部厚度、剩余厚度均变小,下板料强度降低,易造成铆钉内侧板料脱落等失效,底部厚度和剩余厚度也是铆接后强度和质量评价的重要标准。根据模拟结果和铆接实验结果可以看出,铆接完成后,铆钉钉盖和上板料之间存在一定间隙,因此,本文还提出一种复合式铆冲装置进行初步探索,以解决传统半空心铆钉铆接内锁结构单一、铆接完成后可能存在间隙、对于铆接强度要求较高的板材难于可靠连接等问题。