点焊结构焊接区材料的力学行为表征

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轻量化与耐撞性设计是当今和未来汽车领域内的两大重要趋势。目前,最常用的车身结构连接技术是电阻点焊。点焊结构焊接区不同区域有着不同的材料属性,这些不同的材料属性将很大程度地影响点焊结构的失效模式,从而影响到耐撞性。为了减重,工程师通常会选择强度较高的材料,以这些高强度材料为母材的点焊结构焊接区材料的力学性能表征仍需要更广泛的研究。本文尝试完成高强钢电阻点焊结构焊接区材料的力学性能表征工作。首先,通过有限元仿真优化了缺口拉伸与剪切试件。另外,对母材进行了单向拉伸、中心孔拉伸试验,为焊核区设计了小试件拉伸试验。所有试验均在准静态下进行,并利用数字图像相关法处理变形信息。从母材、焊核与热影响区的单向拉伸试验,以及母材与焊核的剪切试验中,提取出力-位移以及应力-应变曲线,以表征不同区域的塑性硬化规律。从母材的缺口与中心孔拉伸试验,以及焊核的缺口试验中,提取出力-位移曲线,用于断裂模型的标定。
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