1 Rhagymadrodd
Gyda rhyddhau'r polisi "Cynllun Gweithredu Niwtraleiddio Carbon Peak Carbon Peak (2022-2030) Cefnogi Gwyddoniaeth a Thechnoleg, mae pwysau ysgafn automobile wedi dod yn duedd anochel. Gall aloi alwminiwm corff ysgafn a dur cryfder uchel uwch a deunyddiau eraill, trwy gymhwyso a dosbarthu rhesymol, gyflawni strwythur corff mwy diogel wrth gydbwyso cost cynhyrchu'r corff holl-alwminiwm a chostau cynnal a chadw yn y dyfodol. Dyma'r dull ysgafn cerbyd mwyaf effeithiol.
Mae rhybedu heb hoelion a rhybedu hunan-dyllu (Rhybio Hunan-dyllu, SPR) yn ffyrdd effeithiol o wireddu cysylltiad metelau annhebyg o ddur ac alwminiwm, yn enwedig rhybedu gwnes, dim angen rhybedion ychwanegol, dim cynnydd yn ansawdd y pwynt cysylltu, ac mae cost gyffredinol y cysylltiad yn is na chost SPR. Mae'r broses cysylltiad ysgafnach ysgafnach yn dal i fod yn y broses a'r cam ymchwil arbrofol yn Tsieina, ac nid yw wedi'i defnyddio'n helaeth yn strwythur y corff. Yn yr astudiaeth hon, cymharwyd paramedrau'r broses a pherfformiad statig y dechnoleg rhybedu niess trwy gyfuno dalennau dur ac alwminiwm â gwahanol drwch deunydd, er mwyn darparu cyfeirnod dylunio dewis deunydd a chysylltiad ar gyfer cymhwyso technoleg rhybed mellau yn strwythur y corff.
2 broses
Mae rhybedio heb hoelion yn broses stampio cysylltiad mecanyddol, sy'n defnyddio anffurfiad plastig lleol o ddwy haen neu fwy o fetel dalen i gwblhau'r broses o luniadu dwfn a phrosesu cyfansawdd allwthio, ac mae'n ffurfio cylch tandoriad cyd-gloi yn y cymal allwthiol. Pwyntiau cysylltiad siâp neu hirsgwar, fel bod ganddo gryfder tynnol penodol a chryfder cneifio. Dangosir y broses gysylltu yn Ffigur 1. Mae'r broses yn bennaf yn cynnwys cyn-tynhau, occlusal, dyrnu, dal pwysau a alldaflu. Gellir defnyddio rhybedio ewinedd ar gyfer y cysylltiad rhwng yr un dalennau neu ddalennau annhebyg â gofynion gludo, cotio a selio gludiog.
Mae caledu gwaith yn y broses o ffurfio rhybedu niess, sy'n gwella cryfder cnwd y deunydd a chynhwysedd dwyn y cymal rhybedog. Dangosir paramedrau proffil y farn drawsdoriadol o'r cymal rhybedog ganness yn Ffigur 2. Y prif baramedrau yw trwch y gwddf plât uchaf S1, y platiau uchaf ac isaf Deunydd cyd-gloi dyfnder C1, swm y trwch gwaelod o y taflenni uchaf ac isaf ar y pwynt cysylltu (trwch gwaelod) ST.
3 Paramedrau proses ac eiddo statig
Mae'r ymchwil ar baramedrau proses y cysylltiad rhybedog nadess yn bennaf yn mabwysiadu'r dull Taguchi a'r prawf orthogonol i werthuso'r paramedrau siâp megis trwch y gwddf a dyfnder cyd-gloi golygfa'r adran ar y cyd, pennu'r cyfeiriad rhybedog a'r cyfuniad gorau posibl o baramedrau proses. ; mae'r ymchwil perfformiad statig yn bennaf yn defnyddio gwahanol ddur Prawf methiant llwyth statig o gyfuniad dalen alwminiwm, gan gymharu priodweddau mecanyddol cysylltiad rhybed y gwn a'r cysylltiad SPR, a dadansoddi dylanwad gradd deunydd, cyfeiriad rhybed, a thrwch materol ar briodweddau mecanyddol peiriant rhybedu cysylltiad.
3.1
Profi deunyddiau a dulliau
Y deunydd prawf yw aloi alwminiwm cyfres 5000, ac mae'r trwch deunydd yn 1.0mm a 1.4mm, a ddefnyddir yn gyffredin yn strwythur y corff; y plât dur yw CR3, CR340, ac mae'r trwch yn 0.7mm, 0.8mm, 1mm a 1.3mm;
Mae cymalau rhybedog heb hoelion yn cael eu profi ar gyfer cneifio ar y cyd a chryfder tynnol gan brofion methiant llwyth statig. Oherwydd bod y cymal lap sengl yn ffurf gyffredin ar y cyd yn strwythur y corff, dangosir y manylebau sampl yn Ffigur 3, maint y sampl cneifio yw 85mm × 35mm, a'r cymal glin yw 30mm; maint y sampl traws-dynnol yw 120mm × 35mm, a diamedr y twll lleoli yw 10mm. Bu'r sampl rhybedog yn destun prawf methiant llwyth statig ar beiriant profi cyffredinol CMT4304, a rheolwyd cyflymder y broses brawf gyfan ar 10mm/munud.
Ceir golwg adrannol y cymal rhybedog naimess trwy dorri gwifren o'r uniad sampl, ac mae wedi'i fewnosod, ei sgleinio a'i gyrydu, a cheir data paramedr siâp cyfatebol yr olygfa adrannol trwy arsylwi o dan ficrosgop optegol.
3.2
Proses dewis paramedr
3.2.1 Pennu cyfeiriad rhybedu ar gyfer rhybedu trwyn
Er mwyn pennu'r cyfeiriad rhybedu, dewiswyd plât dur CR3 a aloi alwminiwm cyfres 5000, a dewiswyd gwahanol drwch deunydd a chyfarwyddiadau rhybed i werthuso paramedrau topograffi golygfa adrannol y cymal rhybedog gwningen. Defnyddiwyd y gwerth dyfnder cyd-gloi fel sail bwysig ar gyfer barnu ansawdd rhybed.
Gellir gweld o Dabl 2 uchod, ar gyfer cysylltiadau rhybed dur-alwminiwm, gall yr un trwch deunydd a chyfeiriadau rhybedu gwahanol ffurfio cyd-gloi gwell, ac nid yw'r cyflwr cyd-gloi yn sensitif iawn i'r deunydd; trwch deunydd gwahanol, cyfeiriad rhybedlyd o denau i Pan yn fwy trwchus, mae dyfnder y cyd-gloi yn gostwng yn sylweddol. Felly, trwch y deunydd yw'r prif ffactor sy'n dylanwadu ar gyd-gloi'r cysylltiad rhybedog nadess, ac mae'n well bod cyfeiriad y cysylltiad rhybedog ganness o blât trwchus i blât tenau.
3.2.2 Pennu paramedrau prosesau rhybedu ar gyfer rhybedu trwyn
Mae paramedrau'r broses o farw rhybed niwl yn effeithio ar y dyfnder cyd-gloi rhybed ac ansawdd rhybed. Er mwyn cael y paramedrau proses gorau posibl, defnyddir y dull Taguchi i ddewis y marw. plât alwminiwm cyfres 5000 mm.
Mae'r ffactorau rheoli yn cael eu dewis yn y drefn honno diamedr dyrnu, dyfnder marw a thrwch sylfaen, ac mae gan bob ffactor rheoli 3 lefel, gweler Tabl 3.
Dyfnder y cyd-gloi o ganlyniad i ymateb, ffactor sŵn fel iraid, symptom fel allwthiad ar y cyd neu graciau yn y daflen. Defnyddiwch yr offeryn rhestr orthogonal i optimeiddio, a sefydlu'r arbrawf orthogonal L9 o nodwedd Wangda. Dangosir cyfuniadau prawf orthogonol a chanlyniadau profion yn Nhabl 4.
Gellir gweld o Dabl 4 mai dyfnder cyd-gloi Prawf 5 yw'r mwyaf, felly penderfynir mai'r paramedrau proses gorau posibl ar gyfer rhybedu gwnes yw 5.5 mm mewn diamedr dyrnu, 1.2 mm mewn dyfnder marw, a 0. 8 mm o drwch gwaelod.
3.3
3.3 Cymharu priodweddau mecanyddol
Gan nad oes safon addas ar gyfer barnu priodweddau mecanyddol cymalau dur-alwminiwm yn y diwydiant, a chan fod SPR wedi'i ddefnyddio'n helaeth mewn strwythurau corff hybrid dur-alwminiwm, defnyddir priodweddau mecanyddol cymalau SPR fel meincnod i farnu'r mecanyddol. priodweddau cymalau rhybedog trwyn. O dan amodau'r un trwch deunydd a math o ddeunydd, cynlluniwyd cneifio lefel sampl ar y cyd a phrawf methiant llwyth statig traws-dynnol i fesur y llwythi cneifio a methiant tynnol o ddau ddull cysylltiad, rhybedu nadess a SPR.
Gradd y plât dur sampl prawf yw CR3, a thrwch y deunydd yw 0.8mm; y radd aloi alwminiwm yw 5000 o gyfres, ac mae'r trwch deunydd yn 1.4mm. Dewiswyd y cyfarwyddiadau rhybedu gorau posibl ar gyfer y ddau ddull cysylltu, ymhlith yr oedd y rhybedio nades o drwchus i denau, ac roedd y SPR o denau i drwchus, ac o galed i feddal. Mae 5 sampl ym mhob grŵp o brofion, a dangosir cromliniau dadleoli llwyth a dulliau methiant methiannau llwyth tynnol a chneifio pob grŵp o samplau yn Ffigurau 5 i 8.
3.3.1 Dadansoddiad o brawf methiant llwyth statig cneifio
Gellir gweld o Ffigurau 5 a 6, o dan y cyflwr llwyth cneifio, mai'r dull methiant o gysylltiad rhybedog y gwnes yw toriad gwddf y plât uchaf, y llwyth methiant uchaf yw 1620N, a'r methiant cyfartalog dadleoli yn 0.46mm; dull methiant y cysylltiad SPR yw rhwygo'r plât uchaf, Y llwyth methiant uchaf yw 2364N, a'r dadleoli methiant cyfartalog yw 4.95mm.
Mae dadansoddiad pellach yn dangos, o dan gyflwr llwyth cneifio, bod gan y ddau ohonyn nhw amsugno egni clustogi plastig penodol, ac mae cryfder cneifio'r cymal rhybedog nadess yn cyrraedd 68.5 y cant o SPR, ond mae dadleoliad cyfartalog y cymal rhybed y gwnes yn sylweddol is pan fydd y mae'r methiant mwyaf yn digwydd O ran SPR, dim ond 9.3 y cant o SPR ydyw.
Mae dadansoddiad pellach yn dangos, o dan gyflwr llwyth tynnol, bod methiant cymalau'r ddau ddull cysylltiad yn doriad brau, nid oes parth clustogi dadffurfiad plastig, mae cryfder tynnol rhybedu namau tua 60.6 y cant o SPR, a'r dadleoliad cyfartalog o mae methiant rhybedu naness hefyd yn is na SPR , gan gyrraedd 65 y cant o SPR. I gloi, o'i gymharu â'r cysylltiad SPR, er bod priodweddau mecanyddol y cymal rhybedog trwyn yn cael eu lleihau, gellir ei gymhwyso yn ardal strwythur y corff nad yw'n cario llwythi.
3.4
Dadansoddiad o'r Ffactorau sy'n Effeithio ar Priodweddau Statig
Er mwyn dadansoddi ymhellach berfformiad statig y cymalau rhybed nadess, cymhwyswch y cymalau rhybed nadess i ffurfio canllawiau dylunio ar gyfer strwythur y corff, o'r tair agwedd ar radd deunydd, cyfeiriad rhybed, a thrwch deunydd, ynghyd â golygfa drawstoriadol ar y cyd. paramedrau morffoleg a phrofion methiant llwyth statig Defnyddiwyd y data i ddadansoddi ei ddylanwad ar berfformiad statig y cysylltiad bolles dur-alwminiwm.
Mae maint y sampl a'r dull prawf fel yr uchod. Yn y prawf, dewisir gradd a thrwch deunyddiau cyffredin yn ardal llwyth isel strwythur y corff. mm, 1.3mm, mae cyfuniadau prawf a chanlyniadau profion i'w gweld yn Nhabl 5.
3.4.1 Effaith Graddfa Deunydd
Dewiswyd y pedwar cyfuniad cyntaf gyda thrwch deunydd o 1.0mm i ddadansoddi dylanwad gradd deunydd ar berfformiad statig y cysylltiad rhybedog. Dangosir canlyniadau'r profion fel uchafswm grym cneifio, grym tynnol mwyaf, gwerth dyfnder cyd-gloi a modd methu yn Nhabl 6.
O'r dadansoddiad yn Ffigur 9, gellir gweld bod y modd methiant cneifio yn bennaf yn dibynnu ar gryfder yr haen uchaf. Pan fydd cryfder yr haen uchaf yn uwch na chryfder yr haen isaf, mae'r modd methiant cneifio yn gyffredinol yn torri asgwrn pwynt cysylltiad y deunydd haen uchaf; Gyda chynnydd cryfder yr haen isaf, mae'r modd methiant cneifio yn newid o dynnu'r pwynt cysylltu i ffwrdd i dorri asgwrn y pwynt cyswllt; yn yr un modd, mae cryfder cneifio yn bennaf yn dibynnu ar gryfder y deunydd haen uchaf, ac yn cynyddu gyda chynnydd cryfder y deunydd haen uchaf.
O dan yr un trwch deunydd, dull methiant y tensiwn croes yw tynnu'r pwynt cysylltu i ffwrdd, nad oes ganddo unrhyw beth i'w wneud â'r radd ddeunydd; mae'r llwyth tynnol yn lleihau gyda chynnydd cryfder y deunydd.
Mae'r dyfnder cyd-gloi yn lleihau wrth i'r llwyth deunydd gynyddu, oherwydd y cryfaf yw'r deunydd, y mwyaf anodd yw hi i'r deunydd ddadffurfio yn ystod y cysylltiad, gan wneud y cyd-gloi yn fwy anodd.
3.4.2 Effaith cyfeiriad rhyfygus
Yn yr un modd, yn seiliedig ar ddata'r pedwar cyfuniad cyntaf, gellir dadansoddi dylanwad y cyfeiriad rhybedog ar berfformiad statig y cysylltiad rhybedog ganess, fel y dangosir yn Ffigur 10.
Mae cyfeiriad cysylltiad rhybed niness o lwyth uchel i gryfder isel. Er nad oes llawer o wahaniaeth yn y dyfnder cyd-gloi, mae'r llwyth cneifio yn cynyddu'n sylweddol. Mae cyfuniad 1 53.4 y cant yn uwch na chyfuniad 2, ac mae cyfuniad 3 45.6 y cant yn uwch na chyfuniad 4; mae'r cyfeiriad cysylltiad yn uchel O gryfder i gryfder isel, er nad yw'r gwahaniaeth mewn dyfnder cyd-gloi yn fawr, mae'r cryfder tynnol yn cael ei leihau'n sylweddol. Mae cyfuniad 1 33.6 y cant yn is na chyfuniad 2, ac mae cyfuniad 3 29.4 y cant yn is na chyfuniad 4.
3.4.3 Effaith Trwch Materol
Dangosir y cyfuniad a ddewiswyd a'r data canlyniad prawf yn Nhabl 7, a chaiff dylanwad trwch deunydd ar baramedrau'r broses rhybedu nades a chryfder methiant llwyth statig ei gymharu a'i ddadansoddi.
Gellir gweld o Dabl 7 a Ffigur 11, ar gyfer cryfder cneifio, y mwyaf trwchus yw'r deunydd uchaf, y mwyaf yw'r dyfnder cyd-gloi, y mwyaf yw trwch y gwddf, yr uchaf yw'r cryfder cneifio; po fwyaf trwchus yw'r deunydd isaf, y mwyaf anodd yw dadffurfiad y deunydd uchaf, er bod y dyfnder cyd-gloi yn cynyddu, ond y deneuaf yw'r trwch gwddf, yr isaf yw'r cryfder cneifio. O ran y cryfder tynnol, po fwyaf trwchus yw'r haenau uchaf ac isaf, y mwyaf yw'r dyfnder cyd-gloi a'r uchaf yw'r cryfder tynnol.
llun
Felly, er mwyn cynyddu cryfder cneifio, mae angen haen uchaf fwy trwchus neu haen isaf deneuach; gall y cynnydd yn nhrwch yr haenau uchaf ac isaf gynyddu'r cryfder tynnol.
4 Casgliad
a. Er bod perfformiad statig y cysylltiad rhybedog nais yn is na pherfformiad SPR, gellir ei gymhwyso i ardal strwythur y corff nad yw'n cario llwythi;
b. Mae cryfder cneifio yn cydberthyn yn gadarnhaol â chryfder y deunydd uchaf; mae'r cryfder tynnol yn cydberthyn yn negyddol â chryfder y deunydd cyfansawdd sy'n cysylltu;
c. Mae'r cyfeiriad rhybed yn dod o blât cryfder uchel i gryfder isel, ac mae'r cryfder cneifio yn uwch; mae'r cyfeiriad rhybed yn dod o blât cryfder isel i gryfder uchel, ac mae'r cryfder tynnol yn uwch;
d. Mae gan y trwch deunydd uchaf mwy trwchus a'r trwch deunydd is teneuach gryfder cneifio uwch; gall cynnydd y trwch deunydd uchaf ac isaf gynyddu'r cryfder tynnol.
