为提高我国经济发展的质量,建设创新型国家,节能减排与轻量化已成为我国汽车工业领域发展的重要目标。自冲铆接技术因其适用面广、易与机械臂组合共用、铆接接头性能优异等特点而逐渐被应用于机械工业领域。为了优化自冲铆接头的性能,同时研究极端条件下轻量化自冲铆接头的承载可靠性,本文首先分析了泡沫金属夹层对自冲铆接头成形特性的影响规律,其次,研究了以AA5052铝合金为基板的夹层结构自冲铆接头在盐浴周期浸润环境下的耐蚀性能,并进一步分析了预腐蚀影响下试样的静力学性能,然后对不同预腐蚀时长下的试样开展疲劳性能测试,探究了预腐蚀对接头疲劳寿命的影响规律,最后开展对接头疲劳断口的观测,研究接头的微观疲劳失效形式和微动损伤特性,主要研究内容与结论总结如下:1.采用自冲铆设备开展轻量化夹层结构自冲铆接头铆接试验,接头以泡沫金属为中间层,并以AA5052铝合金薄板为基板,同时,通过微观观测与分析相结合来探究夹层结构自冲铆接头的成形特征,并利用周期浸润腐蚀试验设备开展了对自冲铆接头的预腐蚀试验。结果表明泡沫金属夹层属性、厚度会显著影响接头的成形质量,铆接过程中,泡沫金属夹层减小了铆钉与板材接触面间的局部压强,在高速轴向冲击下铆接点附近泡沫金属会产生横向膨胀,并局部促使铆钉脚随板料的塑性变形而沿四周扩张,进而增大钉脚张开度。2.开展静力学试验,从各类型自冲铆接头的静失效载荷、失效位移、抗剪刚度及能量吸收性能等方面进行研究,首先分析泡沫金属夹层对接头力学性能的影响,其次探究了不同预腐蚀时长下夹层结构自冲铆接头的腐蚀特征及力学性能,并对比分析了各预腐蚀时间下试样的失效形式,以此为接头的结构优化提供依据,同时,也为工作于腐蚀极端环境下接头的设计与强度评估提供理论依据。研究表明合理配置泡沫金属夹层可提升接头的抗拉剪性能;而预腐蚀影响下,夹层结构自冲铆接头的静拉伸强度与试样内锁区在各腐蚀时间段的腐蚀规律密切相关。3.对不同预腐蚀时长的自冲铆接头开展了疲劳寿命测试,拟合各试样的F-N曲线,并对比分析了各试样的疲劳寿命;同时,提出夹层结构自冲铆接头的预腐蚀影响系数C,用之描述预腐蚀损伤对试样疲劳寿命的影响规律。结果表明预腐蚀损伤和疲劳加载的共同影响下,自冲铆接头结构更易失效,接头的疲劳寿命和疲劳极限随预腐蚀时间的增加而降低;相同的预腐蚀时间下,C值随加载水平的提高而减小,此时试样内部腐性损伤和机械损伤存在着竞争作用机制。4.通过对各接头疲劳断口的微观分析,探究了接头在预腐蚀影响下的微观疲劳失效特征,并进一步分析了自冲铆接头的微动损伤行为,同时,对试样疲劳裂纹的扩展、偏折机制进行探究。研究表明:在中、长寿命区,预腐蚀接头内部会产生多个疲劳源并加速裂纹的扩展,此时下板上的腐蚀坑是疲劳裂纹萌生于扩展的主导因素;预腐蚀损伤改变了铝合金第二相粒子位置附件晶粒的取向,导致下板裂纹扩展滑移面的位向随晶粒取向的差异而变化,故宏观上裂纹扩展路径呈现出局部倾斜和扭曲,最终形成疲劳断面上宏观可见的多个不同高度的台阶面。