螺纹铆钉铆接成形过程仿真分析

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铆钉铆接是一种常见的机械连接方式,并广泛应用于铁道机车车辆各零部件及钢结构之间。相较于传统的铆钉铆接方式,新型螺纹铆钉铆接综合了螺栓和普通铆钉的特性,且具有良好的抗剪切、抗疲劳和高夹紧力等特点,使得这种新型螺纹铆钉更能满足现代车辆设计的技术要求。本文主要根据螺纹铆钉的实际结构简化并建立了相应的三维有限元模型,并运用ABAQUS有限元软件对该有限元模型的铆接成形过程进行了数值仿真,分析了成形过程中结构各部件产生的弹塑性应力、应变分布及其变化规律,讨论了不同压模腔内径对铆接成形过程的影响,进一步模拟了接触成形结束后铆钉尾部自动拉断的过程以及连接板发生剪切变形时对模型应力、应变分布的影响。本文根据实际的铆钉铆接过程,运用数值仿真计算模拟分析了成形过程中包含的接触、断裂、剪切等多种复杂力学问题,并设计出了一套合理的计算方法来处理计算过程中产生的严重非线性问题,从而保证了结果的可靠性。在有限元计算模拟的结果基础上,结合列车运行载荷谱拟合出了铆钉结构疲劳发生危险点的运行位移谱,并运行Miner疲劳损伤理论对结构的疲劳寿命进行了预测。本文较为系统的分析了新型螺纹铆钉铆接的全过程和接触成形后结构受剪切荷载作用的影响及车辆运行过程中结构危险点的疲劳破坏情况,文章所涉及的理论及数值模拟分析结果均在实际生产装配中得到了验证。本文的研究工作为铁道机车车辆铆钉铆接成形过程的提供了一定的理论支持,为车辆的安全设计提供了重要的借鉴和参考作用,从而具备了一定的学术价值和实践指导意义。
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