板材連接的案例
汽車(chē)輕量化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景
而鎖鉚連接技術(shù)在連接輕質(zhì)材料如鋁合金、鎂合金等材料上具有很大優(yōu)勢(shì)，在連接異種材質(zhì)或表面有鍍層的板料時(shí)，其優(yōu)勢(shì)更加顯著。鎖鉚連接在連接前無(wú)需預(yù)沖孔、工藝步驟簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，在輕量化車(chē)身制造上具有廣闊的發(fā)展前景，在汽車(chē)車(chē)身連接中占據(jù)很重要的地位。
鎖鉚連接是將鉚釘在外力的作用下，穿透第一層材料，并在底層材料中進(jìn)行流動(dòng)和延展形成一個(gè)互相鑲嵌的塑性變形過(guò)程，具有較高的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。目前鎖鉚連接技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展主要受限于汽車(chē)行業(yè)用的相關(guān)鎖鉚連接設(shè)備的發(fā)展水平較低。
粉末注射成形
粉末注射成形是傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成形工藝相結(jié)合的一項(xiàng)新型近凈成形技術(shù)。其可以得到致密度高、力學(xué)性能良好、表面粗糙度小的零件；同時(shí)能夠大量制備具有高性能的復(fù)雜形狀零件；生產(chǎn)效率較高，可以有效地降低成本，加速汽車(chē)輕量化發(fā)展的步伐，具有巨大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。目前已被大量應(yīng)用在汽車(chē)輕量化上，主要包括汽車(chē)動(dòng)力傳輸零件、渦輪增壓器、燃油噴油器、安全氣囊傳感器嵌入件、壓力傳感器、電動(dòng)門(mén)鎖組合零件等。
內(nèi)高壓成形
圖2 鎖鉚連接的工藝過(guò)程
圖3 粉末注射成形工藝流程
內(nèi)高壓成形又稱(chēng)充液成形、液壓成形，是始于20世紀(jì)初的一種軟模成形技術(shù)。該工藝尤其適用于形狀復(fù)雜、尺寸多變、外觀質(zhì)量要求高、批量不大的大型板材零件的生產(chǎn)，使復(fù)雜形狀板材零件的生產(chǎn)簡(jiǎn)單化、柔性化，實(shí)現(xiàn)零件的快速制造，并且大幅度降低模具費(fèi)用。
根據(jù)原材料形狀的不同可分成兩類(lèi)，即板材和管材。板材液壓成形主要是車(chē)身的覆蓋件；管材液壓成形主要應(yīng)用于汽車(chē)復(fù)雜異形截面的管件零件，如曲軸、凸輪軸、排氣管道、支架梁等。
展開(kāi) SPR自鎖鉚釘在汽車(chē)輕量化之鋁合金板間連接的成形仿真技術(shù)研究 ￥60
作為一種通用連接技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)鋼板、鋁合金板材、鑄鋁及擠壓鋁等金屬板材間建立SPR自穿刺鉚接連接。
SPR 工藝介紹：
SPR 是一種機(jī)械連接工藝，能將兩層或更多層相同或不同材質(zhì)和牌號(hào)的金屬及非金屬板進(jìn)行機(jī)械連接。
SPR連接工藝的獨(dú)特性：
>>可連接相同或不同類(lèi)型材料（鋼板、鋁合金板、鎂合金板、擠壓鋁合金板、鑄鋁板、非金屬板等）；
>>能用了連接兩層甚至更多層板材；
>>能實(shí)現(xiàn)常規(guī)工藝如焊接等無(wú)法實(shí)現(xiàn)的材料連接；
>>可手動(dòng)實(shí)現(xiàn)也能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)；
>>采用雙面安裝方式，板材兩邊的工具可達(dá)性都有要求；
>>無(wú)需預(yù)制孔；
>>工件板材連接后不被完全刺透。這意味使用 SPR 連接具有高防水性；
>>可配合使用鉸接提高連接強(qiáng)度；
>>使用特定表面涂層的鉚釘可實(shí)現(xiàn)連接高防腐性。
連接過(guò)程工藝(見(jiàn)下圖)：
>>在鉚槍推動(dòng)下，鉚釘刺穿頂層板（如果 2 層以上板也刺穿中間層板）
>>在底模作用下，板材和鉚釘變形，形成機(jī)械自鎖（Interlock）
本次仿真主要針對(duì)鋁合金板間建立SPR連接仿真，其他材料間雷同該仿真。
收費(fèi)內(nèi)容為仿真求解源文件，對(duì)成形仿真有重要參考價(jià)值，值得擁有學(xué)習(xí)。
備注細(xì)節(jié)內(nèi)容（干貨滿(mǎn)滿(mǎn)，）：
1）LS-Dyna自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)；
2）二維軸對(duì)稱(chēng)代替三維實(shí)體仿真模型，提升工作效率；
3）零部件失效設(shè)置，沖壓成型仿真技術(shù)再現(xiàn)；
4）后處理中實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體全展示及其他性能查看。
PS: 記得關(guān)注我啊，你的點(diǎn)贊是最好的無(wú)聲支持，謝謝。
展開(kāi) 第一次見(jiàn)！德國(guó)人澆筑樓板混凝土?xí)r把塑料球放里面，難道是偷工減料？
通過(guò)結(jié)合再生塑料可以使結(jié)構(gòu)立柱跨度延長(zhǎng)50%，同時(shí)這種板材連接兩個(gè)方向的混凝土結(jié)構(gòu)，也省去了橫梁的使用，概括特點(diǎn)如下：
1、無(wú)設(shè)計(jì)限制，靈活多變的形式可以適應(yīng)于各種形式的建筑構(gòu)造中；
2、減少自重，自重的減少大大節(jié)約了建筑基礎(chǔ)成本；
3、增加立柱之間的跨度，比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加了50%；
4、省去了橫梁構(gòu)造，施工過(guò)程中更加快捷和經(jīng)濟(jì)；
5、減少混凝土的使用，1kg的再生塑料可替代100kg的混凝土；
6、節(jié)能環(huán)保低碳，減少碳排放。
塑料球樓板近十年的時(shí)間里已經(jīng)在歐洲成功應(yīng)用于各種建筑的施工當(dāng)中。在丹麥和荷蘭有超過(guò)1百萬(wàn)平方米的多層建筑使用這種系統(tǒng)。
二、安裝簡(jiǎn)介
安裝過(guò)程簡(jiǎn)單可分為以下幾個(gè)過(guò)程：
1、安裝前臨時(shí)支撐，在1.8米和2.4米的空間進(jìn)行水平的橫梁支撐以便進(jìn)行安放；
2、放置結(jié)構(gòu)，將半成品的構(gòu)件安置到位；
3、上層鋪設(shè)，安裝底部固定裝置后，上層綁置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連接各個(gè)構(gòu)件；
4、剪力強(qiáng)化，在柱子之間安裝加固裝置；
5、邊強(qiáng)化，安裝邊強(qiáng)化裝置；
6、澆注裝置的安裝，在原有混凝土安裝澆注承載，并固定到頂部的水平網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；
7、澆注裝置處理，在構(gòu)件之間和構(gòu)建于柱子之間放置聚合板支撐；
8、澆筑前準(zhǔn)備，密封各個(gè)構(gòu)件之間的縫隙，清理并濕潤(rùn)原有混凝土；
9、澆注，加注混凝土，震動(dòng)，最大容量高出10mm；
10、澆筑后工作，3到5天后去除不需要結(jié)構(gòu)。
展開(kāi) PCB拼板需要注意的幾條規(guī)則
V-CUT
V-CUT是在兩個(gè)板子的連接處畫(huà)一個(gè)槽，只要將兩個(gè)板子拼在一起，之間留點(diǎn)空隙即可（一般0.4mm），但這個(gè)地方板子的連接就比較薄，容易掰斷，拼板時(shí)需將兩個(gè)板子的邊緣合并在一起。
V-CUT一般都是直線(xiàn)，不會(huì)有彎曲圓弧等復(fù)雜的走線(xiàn)，在拼板時(shí)盡量在一條直線(xiàn)上。
2. 郵票孔
對(duì)于不規(guī)則的PCB板，比如圓形的，V-CUT是做不到的，這個(gè)時(shí)候就需要使用到郵票孔來(lái)進(jìn)行拼板連接，因此郵票孔一般在異形板中使用的較多。
在兩個(gè)板子的邊緣通過(guò)一小塊板材進(jìn)行連接，而這一小塊板材與兩塊板的連接處有許多小孔，這樣容易掰斷。
展開(kāi) 
輕量化汽車(chē)制造，自沖鉚接（SPR）機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新
鋁合金是否能快速應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)很大程度上取決于鋁連接工藝的發(fā)展，特別是關(guān)于鋁鋼異種材料的連接工藝。其中，SPR自沖鉚接工藝克服傳統(tǒng)鉚接工藝的外觀差、效率低以及工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)沖、鉚一次性完成，且連接過(guò)程不破壞板材的鍍層，為汽車(chē)車(chē)身的連接開(kāi)辟了新途徑。目前，SPR技術(shù)已經(jīng)成為歐美高端車(chē)型制造中的關(guān)鍵連接技術(shù)之一，并且成熟應(yīng)用于寶馬、奧迪、美洲虎和沃爾沃等汽車(chē)的鋁鋼混合車(chē)身連接中，其中僅美洲虎鋁制車(chē)身連接中SPR鉚釘?shù)氖褂靡堰_(dá)3000多個(gè)。
為了使SPR工藝得到更廣泛的應(yīng)用，眾多國(guó)內(nèi)外企業(yè)和機(jī)構(gòu)對(duì)SPR工藝研究進(jìn)行創(chuàng)新性的研究，包括對(duì)其連接方式的重點(diǎn)關(guān)注，其中就有51ROBOT，作為工業(yè)機(jī)器人一站式服務(wù)平臺(tái)， 在SPR的研究和運(yùn)用上，51ROBOT利用自身優(yōu)勢(shì)，整合行業(yè)機(jī)器人、自沖鉚接工藝優(yōu)良技術(shù)等優(yōu)勢(shì)資源，聯(lián)合設(shè)立SPR連接技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，為客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的自沖鉚接機(jī)器人系統(tǒng)解決方案。
從SPR工藝技術(shù)中突破
SPR工藝是通過(guò)液壓缸或伺服電機(jī)提供動(dòng)力將鉚釘直接壓入待鉚接板材，待鉚接板材在鉚釘?shù)膲毫ψ饔孟屡c鉚釘發(fā)生塑性變形，成形后充盈于鉚模之中，從而形成穩(wěn)定連接的一種全新的板材連接技術(shù)。
根據(jù)鉚釘?shù)男螤睿琒PR自沖鉚接工藝可以分為：無(wú)鉚釘自沖鉚接、實(shí)心鉚釘自沖鉚接、半空心鉚釘自沖鉚接。在汽車(chē)車(chē)身連接中，既要考慮連接靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度又要考慮車(chē)身輕量化，因此大多數(shù)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)選擇將半空心鉚釘自沖鉚接工藝應(yīng)用于輕量化汽車(chē)車(chē)身薄板的裝配。SPR工藝的力學(xué)特點(diǎn)決定了鉚接質(zhì)量，與鉚釘、模具、板材、沖壓設(shè)備等因素有關(guān)影響鉚接接頭性能。
SPR工藝的研究?jī)?nèi)容主要是工藝參數(shù)的確定。研究表明，SPR技術(shù)的研究存在多個(gè)難點(diǎn)，一是鉚接設(shè)備的核心部位是沖頭和凹模，鉚釘形狀的設(shè)計(jì)直接決定了接頭的結(jié)合形式，如何選取合適的鉚接設(shè)備和工藝參數(shù)使其達(dá)到最佳匹配效果是最主要的難點(diǎn)。
展開(kāi) 奧迪寶馬都在用的單邊連接技術(shù)-阿諾德“流鉆螺釘”系列產(chǎn)品全解析
FlowForm?較同類(lèi)產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢(shì)：
1) 尾部圓弧設(shè)計(jì)非常堅(jiān)固，攻入時(shí)不易破裂；
2) 尾部橫截面設(shè)計(jì)均勻過(guò)渡，使攻入時(shí)板材能夠充分熱融；
3) 安裝時(shí)可降低30%的鉆孔下壓力，使板材受力變形小，減小機(jī)器人反作用力，客戶(hù)可選擇小規(guī)格的機(jī)器人，降低投入；
4) 總安裝時(shí)間短；
5) 極少的廢屑產(chǎn)生（由于尾部均勻過(guò)渡的設(shè)計(jì)）；
6) 優(yōu)化的螺釘成形加工工序（螺紋和尾部尖端一次成型）。
圖5 FlowForm?螺釘
4.
是否需要預(yù)制孔
流鉆螺釘工藝是否需要在板材上預(yù)制孔，受穿透板材的厚度和強(qiáng)度所制約，供應(yīng)商可通過(guò)專(zhuān)業(yè)的軟件計(jì)算來(lái)判斷是否需要預(yù)制孔。
圖6為有無(wú)預(yù)制孔的螺釘斷面對(duì)比示意圖，有預(yù)制孔時(shí)板材連接完成后，板材間無(wú)間隙。而無(wú)預(yù)制孔時(shí)，由于材料在攻入時(shí)不可避免流動(dòng)，使得板材間被撐出一定的間隙。
展開(kāi) 汽車(chē)輕量化：何以輕，以何輕？
設(shè)計(jì)能力提升和制造工藝進(jìn)步
汽車(chē)不同部位在行駛過(guò)程中的受力和安全要求不同，工程師針對(duì)不同部位進(jìn)行鋼材差異化的選擇，在力學(xué)性能要求高的部位選用高強(qiáng)度鋼，而非加厚板材，在其他部位選用成本較低的鋼材起到基本的結(jié)構(gòu)和覆蓋功能。這樣即有效控制了成本，又減輕了車(chē)重。現(xiàn)在汽車(chē)生產(chǎn)用鋼通常被分為5-6個(gè)等級(jí)，不同等級(jí)的搭配使用能使白車(chē)身減重25%，而白車(chē)身又占據(jù)了整車(chē)質(zhì)量的1/4，僅僅該部分的優(yōu)化潛力就可達(dá)上百公斤。
金屬成型方式主要分為鍛造和鑄造兩種，鑄造件容易產(chǎn)生沙眼、氣孔等缺陷，而鍛造件可使材料晶格排列整齊，晶粒細(xì)化，組織更致密，所以一般情況下鍛造件力學(xué)性能要優(yōu)于鑄造件。但汽車(chē)零部件種類(lèi)繁多，有些零部件形狀復(fù)雜，受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，難以采用鍛造工藝。隨著金屬加工成型工藝水平提高，復(fù)雜形狀零部件也開(kāi)始應(yīng)用鍛造工藝。更好地力學(xué)性能也就意味著更薄的結(jié)構(gòu)和更輕的重量。以鋁合金輪轂為例，要達(dá)到相同的力學(xué)性能，一組鑄造輪轂要比鍛造輪轂多出20%的重量。
圖6 鍛造件與鑄造件對(duì)比圖
焊接是車(chē)身裝配過(guò)程中的一道主要工序，車(chē)身底板、車(chē)架、車(chē)頂、車(chē)門(mén)等部分都會(huì)采用焊接工藝。傳統(tǒng)電阻焊是通過(guò)電流形成的電阻熱融化焊件接觸面，通過(guò)壓力使焊件連接的方法，其技術(shù)特點(diǎn)決定了電阻焊在用于板材連接時(shí)需留有翻邊。而新的激光焊工藝可以通過(guò)激光束直接融化需焊接部位，省去了翻邊，減輕了重量的同時(shí)也使外形更美觀，使車(chē)體密封性更好。
圖7 激光焊與電阻焊對(duì)比圖
另外借助CAD、CAE等軟件和有限元模擬，汽車(chē)工程師可以方便的在計(jì)算機(jī)中對(duì)汽車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)和模擬，不必反復(fù)造樣車(chē)拿去撞，然后回爐重新設(shè)計(jì)，大幅提高了設(shè)計(jì)效率，也便于設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)更多可以采取蜂窩、鏤空等輕量化設(shè)計(jì)的部位。
展開(kāi) 汽車(chē)輕量化材料及連接技術(shù)現(xiàn)狀分析
與無(wú)釘鉚接相比，鎖鉚接頭具有良好的靜態(tài)力學(xué)性能和較高的疲勞壽命，已經(jīng)被通用、奧迪、寶馬、捷豹、奔馳和大眾等公司廣泛應(yīng)用于鋁/鋼等異質(zhì)材料以及多層板的連接。
圖 4 鎖鉚鉚接過(guò)程
2.2 流動(dòng)鉆鉚
FDS 技術(shù)通常稱(chēng)為流鉆螺釘或熱融自攻釘技術(shù)，該連接技術(shù)是將帶有螺紋的螺釘高速旋轉(zhuǎn)刺穿板材，并通過(guò)形成螺紋聯(lián)接實(shí)現(xiàn)板材連接的一種技術(shù)，適應(yīng)于板材與型材等管狀封閉結(jié)構(gòu)的連接。目前，凱迪拉克 CT6、捷豹路虎、寶馬、奔馳、奧迪等車(chē)型采用了大量 FDS 技術(shù)。未來(lái)，隨著鑄鋁件在白車(chē)身上的比重提高，F(xiàn)DS 技術(shù)在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)會(huì)得到更大的發(fā)展。
圖 5 FDS 工藝過(guò)程示意圖
2.3 攪拌摩擦焊
攪拌摩擦焊（Friction stir welding）是一種新型固相焊技術(shù)，是由英國(guó)焊接研究所（TWI）在 1991 年發(fā)明的一項(xiàng)最具革命性的新型材料連接方式[6]，其焊接原理是：開(kāi)始焊接時(shí)，攪拌針高速旋轉(zhuǎn)著插入到被焊工件內(nèi)部，直到軸肩下壓到被焊工件內(nèi)，焊接過(guò)程中，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭和工件摩擦產(chǎn)生熱量作為熱源，使母材處于熱塑性狀態(tài)（未熔化），并被擠壓在一起，隨著熱量的降低形成新的連接。攪拌摩擦焊焊接溫度低，變形小，沒(méi)有電弧，無(wú)輻射，是一種綠色環(huán)保的焊接技術(shù)。可用于汽車(chē)鋁合金輪轂、底盤(pán)、門(mén)板、動(dòng)力電池托盤(pán)、電池箱體、電機(jī)殼等部件。
展開(kāi) 汽車(chē)輕量化-鋁合金材料的技術(shù)應(yīng)用及加工工藝整合
自沖鉚接工藝相對(duì)于其他連接技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
（1）可以連接不同材質(zhì)、不同厚度、不同強(qiáng)度的兩層或多層板材組合，是不同種類(lèi)輕量化材料之間連接的最佳連接工藝之一；
（2）無(wú)熱效應(yīng)，可以用于涂層或鍍層板材連接而不會(huì)破壞其涂鍍層；
（3）與傳統(tǒng)鉚接工藝相比，生產(chǎn)效率高，設(shè)備投資少，能耗成本低；
（4）安全環(huán)保，鉚接時(shí)無(wú)熱量、無(wú)煙煙、無(wú)火花、無(wú)粉塵或碎屑等產(chǎn)生；
（5）鉚接質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定，重復(fù)性高，鉚接點(diǎn)質(zhì)量可通過(guò)目視進(jìn)行檢查；
（6）可與膠粘工藝組合使用。
自沖鉚接設(shè)備一般分為液壓系統(tǒng)和電動(dòng)伺服式系統(tǒng)兩種，其中電動(dòng)伺服式系統(tǒng)具有鉚接質(zhì)量好、工作效率高、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠、連續(xù)工作能力強(qiáng)及設(shè)備壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前在鋁合金車(chē)身上得以廣泛應(yīng)用。為了滿(mǎn)足使用要求，一套完整的電動(dòng)伺服式自沖鉚接系統(tǒng)包含自沖鉚接控制系統(tǒng)、自沖鉚接執(zhí)行系統(tǒng)兩個(gè)大的部分組成，自沖鉚接執(zhí)行系統(tǒng)又包含動(dòng)力提供機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、C型鉗、鉚鼻組件、從動(dòng)力機(jī)構(gòu)、棘輪供釘系統(tǒng)、鉚模及支撐件等附件組成。
圖3 自沖鉚系統(tǒng)效果圖
江淮也開(kāi)展了對(duì)鋁合金發(fā)蓋內(nèi)外板的工藝開(kāi)發(fā)與研究，圖3為發(fā)蓋內(nèi)板總成自沖鉚實(shí)物。以發(fā)蓋內(nèi)板為例，原內(nèi)板材質(zhì)為DC03，零件重量為10.563 kg，材質(zhì)變更為5182鋁合金后，零件重量為5.184 kg，減重比達(dá)到50.92%。
冷金屬過(guò)渡技術(shù)（CMT）
圖4 CMT技術(shù)工藝原理
CMT是一種全新的MIG/MAG焊接工藝，焊接熱輸入極低，可以焊接薄至0.3 mm的板材，并可以實(shí)現(xiàn)鋼與鋁的異種連接。
展開(kāi) 走近科研團(tuán)隊(duì)系列報(bào)道：長(zhǎng)春理工大學(xué)激光加工技術(shù)研究中心
圖9 異種鋼精密齒圈激光深熔焊接
圖10 鋼-鋁合金薄板連續(xù)-脈沖雙激光束焊接
圖11 多焊縫、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、薄壁類(lèi)零件激光焊接
4、激光復(fù)合焊接技術(shù)方向
激光-電弧復(fù)合焊接兼具有激光焊接和電弧焊接各自的優(yōu)點(diǎn)，為中厚板材的高效連接提供了技術(shù)手段。項(xiàng)目組通過(guò)對(duì)激光與電弧相互作用機(jī)制的研究（如圖12和13所示），以及多能場(chǎng)耦合工藝參數(shù)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)6-12mm厚的高強(qiáng)鋼、高氮鋼以及鋁合金板材的連接（如圖14所示）。
圖12 激光-電弧復(fù)合焊接導(dǎo)電機(jī)制研究
圖13 電弧對(duì)光束形狀的影響
圖14 中厚板材激光-電弧復(fù)合焊接
5、激光增材制造技術(shù)方向
激光增材制造技術(shù)的出現(xiàn)，為工業(yè)級(jí)微通道換熱器的精密制造提供了一個(gè)嶄新、可靠、實(shí)用、方便、快捷而又高質(zhì)量的工藝方法。通過(guò)創(chuàng)新的換熱-承載一體化結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用激光選區(qū)熔化技術(shù)實(shí)現(xiàn)兼顧精確成形與高性能的微流道換熱器一體化微流道換熱器件具有高的熱交換效率與承載能力（如圖15所示）。目前該方向申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。
圖15 工業(yè)級(jí)微流道換熱器件的3D打印技術(shù)
6.
展開(kāi) 基于SimSolid的重型機(jī)床機(jī)架結(jié)構(gòu)分析
備注：重型機(jī)床的機(jī)架一般都是用焊接結(jié)構(gòu)，很多塊板材焊接或者螺栓連接在一起；由于零部件和連接件很多，使用傳統(tǒng)有限元軟件，即使是最簡(jiǎn)單的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)分析，都需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間處理CAD、接觸關(guān)系、網(wǎng)格，更不用說(shuō)漫長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間了，而且一般情況下都要進(jìn)行大量的簡(jiǎn)化（與實(shí)際的模型有差異）以節(jié)省計(jì)算資源和計(jì)算時(shí)間。基于以上所述痛點(diǎn)，SimSolid軟件的出現(xiàn)為此類(lèi)問(wèn)題的解決提供了最根本的解決方案，前處理時(shí)間大幅縮短，計(jì)算時(shí)間更是少到可以忽略不計(jì)！
重型機(jī)床的機(jī)架部分是機(jī)床主要施力和受力機(jī)構(gòu)，需要在極限情況下，所有部件都有足夠的安全系數(shù)以應(yīng)對(duì)苛刻的要求；所以有必要對(duì)機(jī)架進(jìn)行力學(xué)分析，傳統(tǒng)的FEA方法一般都是進(jìn)行大量的簡(jiǎn)化或者進(jìn)行零件及簡(jiǎn)單部件級(jí)的模型，基于完整的數(shù)字樣機(jī)的FEA運(yùn)算在普通的計(jì)算機(jī)或者工作站難以完成；
SimSolid軟件出現(xiàn)后，可以在普通PC上實(shí)現(xiàn)基于完整的數(shù)字樣機(jī)模型的結(jié)構(gòu)分析，其多CAD支持（模型變更后自動(dòng)加載無(wú)需重復(fù)設(shè)置）、自動(dòng)化的接觸關(guān)系處理（只需處理個(gè)別區(qū)域），無(wú)需網(wǎng)格劃分，快速分析計(jì)算。
機(jī)架總裝圖如下所示：此樣機(jī)總共272個(gè)零件（含連接件）
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展開(kāi) 
下一代汽車(chē)制造材料和工藝
· 鉚釘/自沖鉚接(SPR)：使用高速機(jī)械緊固工藝來(lái)連接板材，通常為鋼和鋁合金。
· 螺栓：使用預(yù)先鉆好的孔來(lái)插入螺栓和螺母，螺栓和螺母可以擰緊并鎖定，將兩種相似或不相似的材料放在一起。
· 激光點(diǎn)焊(LSW)：使用先進(jìn)的激光系統(tǒng)創(chuàng)建焊點(diǎn)，將金屬熔合到剛性聯(lián)接處。
· 流鉆螺釘(FDS)：使用自沖孔和擠壓緊固件來(lái)連接金屬板層。這結(jié)合了摩擦鉆孔和螺紋成型的特點(diǎn)，因?yàn)槁葆敿瓤捎米骶o固件又可用作鉆孔和螺絲工具。
點(diǎn)焊的使用已經(jīng)在減少，它的受歡迎度將使其很快被有效地連接塑料和金屬部件的專(zhuān)門(mén)粘合劑超越。隨著新材料的引入，焊接毛坯和鉚接也可能成為最突出的裝配技術(shù)。
汽車(chē)制造材料和工藝會(huì)如何演變?
CAR報(bào)告中提供的汽車(chē)制造時(shí)間線(xiàn)或“路線(xiàn)圖”是根據(jù)當(dāng)前的材料和流程趨勢(shì)對(duì)未來(lái)進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果。雖然預(yù)測(cè)不可能完全準(zhǔn)確，但它們提供了一種計(jì)算方法，可以解決技術(shù)和成本競(jìng)爭(zhēng)力的問(wèn)題。每種創(chuàng)新的制造技術(shù)和材料都含有可能影響預(yù)測(cè)時(shí)間線(xiàn)的因素。取決于這些因素，行業(yè)內(nèi)的廣泛采用可能會(huì)加快或延遲。
促進(jìn)因素
· 燃油經(jīng)濟(jì)性：更輕的材料會(huì)制造出需要更少燃油推進(jìn)的輕型車(chē)輛。燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)客戶(hù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很有吸引力的銷(xiāo)售特點(diǎn)，因此汽車(chē)制造商會(huì)盡力滿(mǎn)足這種需求。
· 減少車(chē)輛排放：立法要求可能迫使汽車(chē)制造商提高燃油經(jīng)濟(jì)性，作為降低溫室氣體(GHG)排放的方法。
· 自動(dòng)車(chē)輛：自動(dòng)駕駛車(chē)輛的零件要比非自動(dòng)駕駛車(chē)車(chē)輛多很多。這種額外的重量和空間需要通過(guò)減輕其他部件來(lái)彌補(bǔ)。
· 電動(dòng)動(dòng)力總成：電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和電池比現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的重量更重。選用電動(dòng)動(dòng)力總成要求其他材料要更輕以做補(bǔ)償。
· 新增內(nèi)容：每個(gè)車(chē)型年份，駕駛員都期望能有新的車(chē)輛特性。要做到這一點(diǎn)，汽車(chē)部件需要越來(lái)越輕，否則燃油經(jīng)濟(jì)性將受到影響。
展開(kāi) LSW激光螺旋焊
圖11 激光螺旋焊用于C柱環(huán)的焊接
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可連接多層板
與傳統(tǒng)的激光焊接工藝相比，LSW可以有效地熔接3-4片板材。圖12所示為激光螺旋焊用于連接多層板的效果。
圖12 激光螺旋焊用于多層板連接
應(yīng)用案例
激光螺旋焊LSW主要由豐田汽車(chē)開(kāi)始研發(fā)，目前在量產(chǎn)車(chē)型上僅在豐田車(chē)系上見(jiàn)過(guò)LSW焊點(diǎn)。據(jù)連接群大神稱(chēng)，通用汽車(chē)GM已經(jīng)開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了激光螺旋焊工藝。
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Lexus-LS-2013
圖13 Lexus-LS
激光螺旋焊LSW于2012年開(kāi)始研發(fā)，并從2013年開(kāi)始在豐田各大車(chē)系開(kāi)始推廣應(yīng)用。第一次在雷克薩斯LS上使用，這種技術(shù)和它的名字一樣酷。
展開(kāi) 攪拌摩擦焊原理：應(yīng)用案例、常見(jiàn)缺陷及控制措施、微觀組織......
攪拌摩擦焊在有色金屬的連接中已獲得成功的應(yīng)用，但由于焊接方法特點(diǎn)的限制，僅限于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的構(gòu)件，如平直的結(jié)構(gòu)或圓筒形結(jié)構(gòu)的焊接，而且在焊接過(guò)程中工件要有良好的支撐或村墊。原則上，攪拌摩擦焊可進(jìn)行多種位置焊接，如平焊，立焊，仰焊和俯焊;可完成多種形式的焊接接頭，如對(duì)接、角接和搭接接頭，甚至厚度變化的結(jié)構(gòu)和多層材料的連接，也可進(jìn)行異種金屬材料的焊接。
15mm厚，X80鋼管道攪拌摩擦焊
另外，攪拌摩擦焊作為一種固相焊接方法，焊接前及焊接過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染小。焊前工件無(wú)需嚴(yán)格的表面清理準(zhǔn)備要求，焊接過(guò)程中的摩擦和攪拌可以去除焊件表面的氧化膜，焊接過(guò)程中也無(wú)煙塵和飛濺.同時(shí)噪聲低。由于攪拌摩擦焊僅僅是靠焊頭旋轉(zhuǎn)并移動(dòng)，逐步實(shí)現(xiàn)整條焊縫的焊接，所以比熔化焊甚至常規(guī)摩擦焊更節(jié)省能源。
3D機(jī)頭攪拌摩擦焊
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展開(kāi) 2019粵港澳大灣區(qū)地鐵產(chǎn)業(yè)大會(huì)既展覽會(huì)邀請(qǐng)函
2、地鐵域地下空間及隧道建設(shè)：工地設(shè)備、電纜/配件、起錨機(jī)、壓縮機(jī)與氣動(dòng)工具；傳送帶/系統(tǒng)；吊車(chē)/起重機(jī)、壓碎機(jī)、鉆井架、鉆探平臺(tái)、支護(hù)與配件、鉆鋼和鑿巖鉆頭；移除挖出物設(shè)備；泥溝挖掘機(jī)、全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)、巖土工程儀器、灌漿/澆注/注塑機(jī)、沖擊鉆、液壓挖掘機(jī)/碎石機(jī)；注塑裝置及配件、隔封器/配件、噴射軟管系統(tǒng)、腳手架；軌道施工機(jī)械與系統(tǒng)、微型隧道與非開(kāi)挖、除濕器；打樁設(shè)備、電站、探針/金剛石刀具、泵、軌端設(shè)備/鉆臂；碎石設(shè)備、鉆井設(shè)備、軌道運(yùn)輸/運(yùn)載裝置、加料運(yùn)輸系統(tǒng)、隧道掘進(jìn)機(jī)；管道/管道連接、板材、電力系統(tǒng)、加固/伸展裝置、重襯、錨桿/巖栓、井壁、鑿井、泥漿墻、盾構(gòu)與溝槽、支撐裝置、鋼支架/桁架梁、維修工藝、隧道涂料、膜/水密裝置、隧道支護(hù)；道碴、瀝青、水泥及添加劑、粘土、混凝土、炸藥、泡沫與聚合物、砂礫、灌漿材料、石膏、注塑制品、石灰、灰漿/砂漿、沙、噴漿混凝土/混凝土添加劑等。
七、參會(huì)、參展專(zhuān)家投稿、企業(yè)演講、產(chǎn)品展示、資料袋廣告、會(huì)刊彩頁(yè)廣告、易拉寶廣告等參與詳情請(qǐng)聯(lián)系組委會(huì)秘書(shū)處。
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