在能源安全、低碳经济以及生态环境等多重压力下,未来汽车生产制造正朝着轻量化方向发展。为满足轻量化设计要求,铝合金等轻质材料的使用量大幅增加,但传统连接方式所成形新型材料接头力学性能较差,无法满足使用要求,而自冲铆接作为一种冷成形板材连接技术,可有效地解决新型材料的连接问题,应用前景十分广泛。本文采用数值模拟与试验研究相结合的方法,运用宏观和微观分析手段,对铝/钢异种金属板件自冲铆接工艺进行了系统的研究,探讨自冲铆接过程中铆钉及连接板材料变形机理,分析各工艺参数对接头成形及拉剪性能的影响规律。采用Simufact.forming软件,建立了铝/钢异种金属板件自冲铆接过程及接头拉伸-剪切过程的有限元分析模型,研究各工艺参数对自冲铆接头成形的影响。分析自冲铆接头成形过程及其应力应变分布,探讨接头拉伸-剪切过程及各部件变形受力情况。数值模拟结果表明,板料放置顺序、模具型式、板料厚度、铆钉长度和尾部圆角对接头成形有较大影响,厚度较大的板料作为下连接板可获得较大的自锁量和底部剩余厚度;采用凸台高度适中的模具可改善下连接板的应变集中;增加板料厚度可增大接头底部剩余厚度,但自锁量有所减小;自锁量随着铆钉长度的增加而增加;增大铆钉尾部圆角半径,可减小各部件之间的间隙,使接头结构更紧实;增大自锁量和底部剩余厚度能够提高接头拉剪性能。在数值模拟的基础上,进行铝/钢异种金属板件自冲铆接工艺试验研究,分析主要工艺参数(板料放置顺序、模具型式、板料厚度)对接头成形的影响。工艺试验结果表明,铆接不同厚度板料时,厚板应置于下层,以获得较大的自锁量和底部剩余厚度;铆接相同厚度板料时,塑性好的应置于下层,以获得较好的铆扣表面质量;采用凸台高度适中的模具,有利于提高下连接板的材料流动性能,使其变形更加均匀,可有效避免下连接板产生裂纹;随着板料厚度的增加,铆钉变形量增大,接头自锁量减小,底部剩余厚度增大。对各工艺参数下成形接头进行拉剪性能测试,拉剪试验结果表明,厚板置于下层可提高接头的拉剪性能;对于1.2mmSPFC340与2mmAA6061-T6组合,凸台模具B1下成形接头拉剪性能最优,对于2mmAA6061-T6与2mmSPFC340组合,平底模具A下成形接头拉剪性能最优;随着板料厚度的增加,接头最大剪切力增大,能量吸收值减小;接头拉剪性能与自锁量和底部剩余厚度成正相关,但需综合考虑成形接头整体结构、表面裂纹、各部件之间的空隙等其他方面的因素。