热熔自攻丝铆接凭借其机械强度高、材料适用性广、可单边连接等优势在全铝、钢铝混合车身中得到广泛应用。然而,目前国内外关于热熔自攻丝工艺的研究还集中在接头力学性能分析和工艺参数优化方面,还没有文献系统性地对热熔自攻丝接头的成形过程进行分析和研究。本文以DP590高强钢/6061-T6铝合金热熔自攻丝接头为研究对象,建立并验证了基于网格重划分法的接头成形仿真模型,分析了接头成形过程中的温度和应力分布规律以及材料流动行为;进一步,结合仿真模型和剖面试验、硬度试验、EBSD实验及准静态拉伸试验研究了热熔自攻丝接头的显微组织与力学性能,研究可为汽车行业钢/铝异种金属的热熔自攻丝铆接提供理论依据和指导。本文首先对比了基于网格删除法、欧拉法和网格重划分法的热熔自攻丝接头的成形仿真模型,结果表明网格重划分模型可以最为准确的模拟热熔自攻丝接头成形过程,峰值温度误差为2℃,最大温度误差为12℃,峰值下压力误差为19.3%,仿真与实验的环颈和凸起高度比分别为1.02和1.05。随后,本文基于仿真模型分析了接头成形过程中的温度和应力分布规律,结果表明板件螺纹区域的温度和应力分布均匀,有利于避免螺纹成形缺陷;在5000r/min的打孔转速下,板件峰值温度为387℃,但高温持续时间和影响范围十分有限,仅集中在板件内螺纹区域。同时,对6061-T6铝合金板上、中、下层材料进行点追踪分析,发现在环颈、凸起成形过程中板件材料在螺钉的剪切力作用下发生剧烈塑性变形,最终板件上层材料形成环颈、中下层材料形成凸起。最后本文研究了热熔自攻丝接头的显微组织及力学性能,结果表明当打孔转速在3000～8000r/min时螺钉与板件之间均能形成良好的螺纹啮合,但低打孔转速下,螺钉与板件间存在一定螺纹间隙;打孔转速为3000～5000r/min时,板件螺牙尖端发生明显再结晶软化,硬度值降低,距螺牙尖端500μm处发生加工硬化,硬度值略有上升;当打孔转速为8000r/min时,再结晶软化范围延伸至距板件螺纹尖端500μm处。进一步,对比不同打孔转速下接头的力学性能发现上述形貌和硬度分布的差异并不会对接头的力学性能产生明显影响。