自冲铆接凹模损伤对铆接质量的影响

采用了试验结合有限元仿真的方法,对自冲铆接(Self-Piercing Riveting,SPR)设备中的重要部件凹模出现的不同程度的损伤情况可能对SPR接头质量产生的影响进行了试验研究。对凹模的受损情况进行统计分类,根据凹模的受损程度将凹模分为早期受损、中前期受损等5个级别。使用不同受损程度的凹模对厚度为1. 5 mm的A6111铝板进行自冲铆接,测量铆接接头的外观质量与接头剖面几何参数。通过拉伸-剥离仿真试验,探究凹模断裂损伤对SPR铆接接头的连接质量的影响。试验结果表明:凹模损伤会对接头表面外观质量造成损伤,并且会随着凹模损伤程度的增加而增大;凹模没有发生断裂时,凹模损伤对接头剖面的几何参数不会产生太大影响;凹模发生断裂,会降低接头的连接质量。     

基于钉杆变形均匀性的锥形半圆头铆钉优化设计研究

目的 针对铆接过程中铆钉钉杆发生镦粗变形,其变形的均匀性影响连接接头力学性能的问题,提出一种钉杆带有锥度的变径铆钉,以改善钉杆变形的均匀性.方法 基于三维有限元仿真方法,对准静态铆接过程进行仿真,获取锥形与常规半圆头铆钉在铆接后钉杆变形情况,同时对比分析板材残余应力变化情况.最后建立由钉杆变形均匀度与铆钉尺寸以及镦头高度组成的灰色系统,并通过对该系统进行关联度计算分析,确定铆钉尺寸及镦头高度对均匀度的影响.结果 锥形铆钉铆接后钉杆均匀性优于常规铆钉.使用不同铆钉进行铆接,板材残余应力有着相同变化趋势.铆钉尺寸、镦头高度对钉杆变形均匀度的关联度计算结果分别为0.608和0.596,铆钉尺寸变化对均匀度的影响大于镦头高度变化.结论 锥形铆钉对钉杆变形均匀性的改善有良好效果.     

CFRP构件带垫圈铆接损伤及剪切性能

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空领域应用广泛,但极易发生铆接损伤。因此,针对航空CFRP构件,本文通过试验方法研究带垫圈铆接损伤行为,评估不同宽径比和宽径比西铆接构件拉伸剪切性能,研究结果表明：CFRP铆接损伤主要由镦头径向过度膨胀和镦头材料轴向变形挤压造成,以挤压损伤为主,带限制垫圈铆接可有效减少铆接损伤,其损伤主要发生在镦头附近层板孔周附近表层局部区域,由垫圈内孔附近区域挤压下凹造成;所有试件力-位移响应曲线特征由钛合金铆钉主导,呈现出明显弹性变形阶段、塑性变形阶段和最终失效阶段,最终失效模式均为铆钉剪切失效;拉伸失效过程中,垫圈均未发生明显变形,CFRP层板钉孔周围表层发生明显局部挤压损伤,拉伸过程中伴随纤维断裂声响;宽径比对试件刚度和最终失效强度均具有明显影响,而边径比对试件力-位移响应影响不明显。     

液压支架连接头结构设计探讨

介绍了液压支架中连接头从铸钢结构到锻造结构到铆焊结构的逐步改进过程,提出了连接头在各种结构中的特点,通过比较确认铆焊结构的连接头适用于我局的特殊顶板情况。     

铝锂合金压铆壁板残余应力与疲劳性能分析

自动压铆是航空制造工业中的重要装配技术,压铆过程结束后铆孔周围产生的残余应力的分布形式与压铆结构的疲劳性能息息相关。本文使用ABAQUS软件建立了2060-T8铝锂合金壁板压铆过程的有限元模型,通过有限元分析发现了压铆后铆孔壁面上的残余应力由靠近镦头处到靠近钉头处逐渐降低的分布规律。随着压铆力由28.5kN增大至46kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板孔壁平均残余应力提高33%,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升180%;铆钉材料为7050-T73的压铆壁板孔壁平均残余应力提高58%,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升184%。疲劳裂纹萌生于铆接下板孔壁附近,随着压铆力由32.5kN增大至42kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升了31%~80%,铆钉材料为7050-T73的压铆壁板疲劳寿命提升6%~161%。相比于铆钉材料为7050-T73的压铆壁板,相同工艺条件下铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升12%~44%。     

轴铆自转速度和进给速度对轮毂轴承性能的影响

采用弹塑性有限元法对轮毂轴承轴铆成形过程进行研究。分析了轴铆接过程铆头的梅花运动规律,将铆头作为刚体处理,在仿真中实现轴向平移和平面梅花状复合运动,同时提高了计算精度和计算效率。对轮毂轴和内圈材料进行试验,确定了轮毂轴材料的弹塑性本构关系。研究不同自转速度与进给速度条件对轮毂轴承性能的影响,对梅花状加载轨迹的轴铆成形进行了应力应变分析。结果表明：随着铆头自转速度的提高,轮毂轴承预紧力先增大后趋于稳定,铆头的自转速度增至516 r/min后内圈径向变形达到峰值;当进给速度在某一范围内变化时,预紧力和内圈径向变形会出现峰谷值;提高自转速度或降低进给速度都能减小铆接力,铆接机振动减小,提高成形质量。     

Flexible servo riveting system control strategy based on the RBF network and self-pierce riveting process

As more and more composite materials are used in lightweight vehicle white bodies, self-pierce riveting (SPR) technology has attracted great attention. However, the existing riveting tools still have the disadvantages of low efficiency and flexibility. To improve these disadvantages and the riveting qualification rate, this paper improves the control scheme of the existing riveting tools, and proposes a novel controller design approach of the flexible servo riveting system based on the RBF network and SPR process. Firstly, this paper briefly introduces the working principle and SPR procedure of the servo riveting tool. Then a moving component force analysis is performed, which lays the foundation for the motion control. Secondly, the riveting quality inspection rules of traditional riveting tools are used for reference to plan the force-displacement curve autonomously. To control this process, the riveting force is fed back into the closed-loop control of the riveting tool and the riveting speed is computed based on the admittance control algorithm. Then, this paper adopts the permanent magnet synchronous motor (PMSM) as the power of riveting tool, and proposes an integral sliding mode control approach based on the improved reaching law and the radial basis function (RBF) network friction compensation for the PMSM speed control. Finally, the proposed control approach is simulated by Matlab, and is applied to the servo riveting system designed by our laboratory. The simulation and riveting results show the feasibility of the designed controller. The full text can be downloaded at https://link.springer.com/article/10.1007/s40436-022-00403-3     

碳纤维-铝合金电磁铆接工艺及性能研究

目的 研究不同工艺参数下碳纤维-铝合金电磁铆接接头的力学性能.方法 利用电磁铆接技术对直径为Ф5 mm的2A10铝合金铆钉、厚度为2.0 mm的T300碳纤维复合材料和1.8 mm的5182铝合金板料进行铆接,借助金相显微镜和万能试验机对接头的微观形貌和力学性能进行观察和测试.结果 随着电磁铆接放电能量的增加,铆钉镦头...