一种崭新的铆接工艺——应力波铆接

由于航天科学的高速发展,对材料的要求也越来越高。为了满足某些特殊要求,用高强度、耐高温、耐腐蚀的钛合金来代替铝合金。同时对钛合金的铆接工艺和铆钉材料也提出了相应要求。为此,我们对钛合金铆钉的铆接工艺进行了探索。钛材的屈强比σ_s/σ_b非常接近,手工铆接很难控制压力。当压力低于屈服限σ_8时,铆钉不会成形,而压力稍高时,又会因超过强度限σ_b而产生裂纹(钛合金的应力——应变曲线见图1)。所以用常规压缩空气驱动的气铆,铆接的合格率极低。有的单位为了避     

自动铆接过程中铆钉变形的有限元分析

飞机薄壁结构件铆接过程中产生的装配变形不仅在装配体中留下残余应力和挤压裂纹,而且增加连接结构的脆性,降低飞机的疲劳寿命,给飞机的精准装配和装配寿命造成巨大的威胁.用ANAYS软件,以铝合金材料(2A10)建立铆钉有限元模型,模拟铆钉应力、应变的变化过程及变形情况,反求出精确的压铆力.为自动钻铆过程中压铆力的施加与控制提供参考,对探索铆钉变形修正方法、控制装配误差有积极意义.     

铝合金拉铆连接应力分析

根据拉铆钉的特性,进行铝合金铆接过程铆接应力分析。通过有限元和实验进行铝合金铆接间距应力分析,得出铆钉分布的合理间距。     

不同夹层材料铆接时铆钉材料及表面防护的选择

不同夹层材料在进行铆接装配时,需做电搭接的铆钉和不需做电搭接的铆钉应分别考虑其与不同夹层材料接触会产生的电偶腐蚀,因此,铆钉应选择合适的材料和表面防护。本文主要针对几种常见的夹层材料和常见的铆钉材料在进行铆接装配时进行合理推荐并给出理论依据。     

硬铝合金铆钉的热处理

铝合金以其优良的性能在宇航工业和民用工业得到广泛应用。铝合金结构件用铆钉铆接,铆钉质量的优劣,直接影响到结构件的安全性、可靠性和寿命。依据铝合金结构件强度性能需要,合理选择不同铝合金牌号铆钉,并正确进行铆钉热处理和严格按规定时间铆入结构件。硬铝合金铆钉在淬火态下有很高塑性,铆接必须在保留淬火态高塑性时间内进行,硬铝合金铆钉淬火后易时效硬化,硬度、强度升高,塑性急剧降低,加上铆钉铆接时头部塑性变形镦粗产生冷作硬化,易导致铆钉铆裂,降低铝合金结构件质量和寿命,甚至使用时发生事故。因此应避免时效硬化后铆接。时效硬化时间长短决     

Ti45Nb铆钉脉冲电流辅助压铆成形性能分析

为改善Ti45Nb铆钉紧固飞机碳纤维增强复合材料（CFRP）结构时的连接性能,拓宽普通铆钉的适用紧固范围,降低铆接成本,提高连接强度,引入了脉冲电流来辅助压铆。设计了电流前处理辅助铆接试验和同步电流处理辅助铆接试验,围绕两种新工艺及其与常规铆接工艺之间的紧固质量与特性展开了对比研究。测试了不同工艺下铆钉截面的典型硬度,对比观测了铆钉不同区域的微观金相与组织成分,分析了电流导致微观组织差异及元素成分区别的原因,最后评估了不同接头的拉伸强度与破坏行为,测试结果验证了电流辅助铆接工艺的有效性与可行性。     

铆接连接件疲劳寿命预估

本文结合铆接在城轨系统上的应用,考虑铆接厚度、开孔尺寸等几何尺寸对铆钉疲劳寿命的影响,通过采用应力严重系数修正后名义应力方法预估铝合金抽芯铆钉疲劳寿命,并与实验值进行比对分析,验证预估模型的准确可靠。     

摆碾铆接过程数值模拟分析

应用DEFORM-3D有限元分析软件建立碾压铆接有限元模型,对摆碾铆接工艺过程进行数值模拟。分析了其成形过程的三个阶段、应力应变和行程载荷曲线的变化趋势,结果表明最大应力应变都集中在铆钉头部边缘区,边缘区点最先受到旋压力开始变形,最早发生屈服现象并进入弹塑性变形阶段;铆钉在相同行程下达到相同的成形效果时,碾压铆接需要的载荷要远远低于传统铆接的载荷。最后分析了影响碾压铆接质量的几个核心因素,如铆头速度、铆头倾斜角度等,为有效地进行碾压铆接工艺研究提了供理论依据。     

铆接装配过程数值模拟

为提高对铆接装配中铆钉成型过程的认识,通过有限元软件对沉头铆钉成型过程进行了数值模拟分析.详细介绍了铆接模型的建立过程和材料大变形的性能处理方法,并根据应力时间曲线对成型过程进行了阶段划分.结果表明,数值模拟方法可有效的用于铆接成型过程分析,为后续的铆接强度和疲劳的模拟分析奠定了基础.     

硬铝合金铆钉热处理与铆接

铝合金具有比强度大、比重与热膨胀系数小,塑性、热稳定性、导电性、导热性与工艺性能好,有一定高温强度,化学活性很高,易与空气中氧作用形成牢固致密的Al_2O_3薄膜,具有一定的抗蚀性能,可在淬火态下压力加工,可热处理强化等特性。为此,在航空、航天和民用工业得到广泛应用。铝合金结构件用铆钉铆接,铝合金铆钉起紧固件作用,因此,铆钉质量优劣和铆接时间直接影响铝合金构件的安全性、可靠性、稳定性和寿命。依据铝合金构件强度性能需要合理选择不同铝合金牌号铆钉,正确进行铆钉热处理和严格按规定时间铆入结构件。硬铝合金铆钉在刚淬火态下有很高塑性,易铆接产生塑性镦粗,确保铆接在保留高塑性淬火态下进行铆接,避免时效硬化后铆接,导致铆裂。 硬铝合金铆钉常用的有七种牌号:LY1、LY4、LY8、LY9、LY1O、LY11、LY112,必须掌握其性能与热     

2A14铝合金机加框铆接裂纹分析及工艺优化

某运载火箭2A14铝合金机加框与蒙皮铆接一周后,发现零件外表面圆角附近出现多处裂纹。通过对零件的生产工艺流程分析、裂纹试件理化分析与铆接工艺试验等,确定了裂纹产生的主要原因:铆钉距离圆角较近,框环在连续的铆接冲击载荷下造成变形集中,材料超过塑性变形极限在圆角位置产生裂纹。文中针对铆接缺陷问题从产品结构和工艺装配过程提出了改进措施。     

新型应力波铆接设备的研制

钛合金结构、复合材料结构的大量应用将导致大量钛合金、高温合金和不锈钢等紧固件的采用。但由于复合材料性能的限制及结构长寿命的要求，限制了热铆方法。另外，在新型飞机结构中，大直径铆钉采用的愈来愈多。而由于结构开敞性的限制，大功率压铆机许多情况下无法工作，这时只能采用手铆。大直径铆钉的手工铆接存在许多问题，工人对其铆接噪声、后座力等已到了不能忍受的地步，而这些是普通铆接方法无法解决的。国外的经验表明，应力波铆接方法的应用将是解决这些铆接难题的一条有效途径[1][2]。应力波铆接技术已在F14、A330／340等飞机…     

考虑应变率差异的铆接仿真建模和实验研究

压铆连接是飞机装配的主要连接方式。已有限元法主要考虑铆接工艺参数、接触设置和边界条件选取等方面,对于铆接中铆钉不同位置变形时的应变率差异的影响缺乏研究。借助SHPB技术,建立了单一应变率模型和考虑应变率差异有限元仿真模型作为对比,揭示了铆接干涉量分布情况。进而分析了应变率差异原因和影响,并通过自动钻铆实验进行干涉量对比验证。结果表明,考虑应变率差异的有限元模型可以有效的提高仿真精度,为最佳干涉量的研究提供了模型基础。     

铆接工艺参数分析

为了充分了解铆接后铆钉及被连接件的残余应力分布状态,以及精确分析残余应力和铆接工艺参数之间的关系,采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了铆钉连接的参擞模型,通过准静态方式模拟了铆钉连接时铆钉和被连接件的变形过程.根据分析结果建立了残余应力和铆钉钉杆长度及钉孔间隙之间的关系式和关系曲面.结果表明,残余应力随着钉杆长度的增加而增大,而随着钉孔间隙的增大而减小,增加钉杆长度或减小钉孑乙间隙可有效增大残余应力,为实际的铆钉连接工艺过程提供了有益的指导.     

异种材质自冲铆接接头成形质量研究

以汽车零/部件常用材质双相钢和铝合金的自冲铆接接头为研究对象,采用Simufact.forming有限元模拟仿真软件建立双相钢DP600和铝合金AA6061的自冲铆模型,按基板的不同叠放顺序和铆钉规格进行自冲铆接数值模拟。通过分析铆接接头的钉头高度等参数,找出了铆钉长度和基板的叠放顺序对上下2种叠层材料自冲铆接过程及接头连接质量的影响规律。结果表明:DP600和AA6061为基板的自冲铆接模拟仿真试验中,铆钉长度为6.0 mm时的连接质量最优;铆钉相同而基板叠放顺序互换时,上层为DP600和下层为AA6061的铆接接头质量优于基板叠放顺序互换的铆接接头质量;铆钉长度在一定范围内增大可提高自冲铆接接头的自锁性能,提升自冲铆接接头的质量。     

考虑钻孔应力的铝合金板铆接变形实验

针对具有多个铆钉连接的铝板这一典型航空结构件,提出了ABAQUS中铆接等效建模方法,探讨了钻孔应力对铝板的变形影响。首先考虑钻孔引入的应力、铆接时铆钉自身膨胀力以及多个铆钉连接的相互耦合作用建立ABAQUS铆接等效模型,并仿真计算得出铝板压铆后的变形结果;然后进行了普通切削和线切割铝板的铆接实验;最后将实验结果与仿真结果对比,证明了钻孔应力对铆接变形的显著影响和仿真方法的有效性。     

单搭自冲铆接过程的数值模拟及质量评价

自冲铆接是在板料和铆钉之间形成连接而不需要预冲孔的新工艺。介绍了自冲铆接的原理,利用有限元软件LS-DYNA对单搭自冲铆接工艺过程进行数值模拟,分析了铆接成形过程、应力应变和时间-载荷变化趋势,对铆接效果及质量进行了评价。     

铆接变形的有限元分析

铆接技术在飞机制造过程中占有极其重要的地位,而铆接造成铆钉和铆接件的变形会严重影响产品的装配性能和使用寿命.论述了用有限元分析法模拟单个铆钉压铆的动态过程,研究了铆钉和铆接件在压铆过程中的受力和变形情况.     

单搭自冲铆接过程的数值模拟及质量评价

自冲铆接是在板料和铆钉之间形成连接而不需要预冲孔的新工艺。介绍了自冲铆接的原理,利用有限元软件LS—DYNA对单搭自冲铆接工艺过程进行数值模拟,分析了铆接成形过程、应力应变和时间-载荷变化趋势,对铆接效果及质量进行了评价。     

铝合金和高强钢无铆钉铆接仿真研究

由于异质材料熔点、密度等物理性质和化学性质的不同,传统点焊工艺已无法满足异质材料之间的连接。本文针对车身异质材料连接困难的问题,对车用板材5754铝合金和高强钢进行无铆钉铆接仿真研究。利用软件abaqus对不同模具参数下的5754铝合金和高强钢无铆钉铆接成形过程和接头性能进行仿真研究,分析了凸凹模间隙、铆接速率、凸模拔模角度和铆接深度对铆接接头几何形貌的影响规律,为异质材料无铆钉连接工艺优化提供借鉴。