玻璃纤维增强热塑性复合材料自冲铆接过程的数值研究

摘要

随着玻璃纤维增强热塑性(GFRT)复合材料的推广应用,自冲铆接(SPR)技术作为GFRT板材的有效连接技术而获得关注.基于LS-DYNA建立了三维数值模型,研究以GFRT为工件的SPR过程及接头形成机理,分析了铆钉长度对SPR接头强度的影响,并实验验证了模拟结果的可靠性.研究表明:GFRT材料SPR接头形成的机理与金属材料不同,铆钉穿透GFRT工件后钉腿在底座及GFRT材料的挤压下向外张开,在工件上下侧形成机械锁而将工件紧扣在一起;铆钉下压过程中,铆钉的应力增加,钉腿变短变粗;以GFRT为工件的SPR接头强度随着铆钉长度的增加而增大,研究结果对GFRT材料SPR工艺的优化具有指导意义.