铝锂合金自动化铆接过程应力应变特性研究与分析

为研究铝锂合金铆接过程中的力学特性,为铆接工艺参数优化设计提供理论依据。针对铝锂合金的自动化铆接过程,建立有限元仿真分析模型,分析自动化钻铆过程中工艺参数对铆接干涉量、残余应力的影响,从而构建工艺参数与应力应变的关系模型。利用自动化钻铆设备MPAC,制作自动铆接试样并进行残余应力检测试验,并从铆接干涉量和残余应力两个方面验证了该模型的有效性。     

电磁铆接技术在自动钻铆补铆中的应用研究

结合ARJ21新支线飞机批量生产需求,针对机翼装配连接结构,进行电磁铆接工艺试验、静强度试验以及疲劳寿命试验规划与研究。基于试验结果,从铆接质量和力学性能角度对比分析手持式电磁铆接和自动钻铆的差异,确定手持式电磁铆接作为自动钻铆补铆技术的可行性与操作方法。试验表明:手持式电磁铆接和自动钻铆在铆接质量和力学性能方面具有较高的一致性,手持式电磁铆接的干涉量比较均匀,静载荷强度以及疲劳寿命稍低于自动铆接,均满足ARJ21飞机的技术要求。     

低电压电磁铆接成形工艺的研究

研究了低电压电磁铆接贮能放电次数与铆钉头部形变量的关系;论述了增加放电次数并不能有效地增加铆钉头部形变量;通过合理地选择电容、电压等工艺参数,一次充放电可以达到铆接效果,精确控制铆接质量;论证了低电压电磁铆接适合对复合材料的连接;通过拉脱试验证明,低电压电磁铆接强度明显高于锤铆强度。     

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。     

异种高性能热塑性材料旋转摩擦铆接工艺研究

研究了摩擦铆接设备的不同主轴动力参数对AA2024-T351铆钉/PEI ULTEM-1000母材摩擦铆接工艺镦头形态的影响。铆钉旋转速度、铆钉铆入速度、下压距离和急停速度是铆接镦头主要工艺参数,研究结果表明：铆钉旋转速度越高,摩擦铆接连接区域热输入越多;铆钉铆入速度过小,会出现铆钉逐渐深入钻削的现象,影响热量在铆钉和母材接触区域的积聚,铆钉铆入速度过高,热量还未来得及产生,铆钉材料就被撞弯;下压距离和急停速度可以调控摩擦铆接工艺镦头连接紧固效果。     

复合材料结构的干涉配合铆接

干涉配合能提高接头疲劳寿命 ,复合材料结构干涉配合连接的关键在于干涉量的控制。提出采用垫圈限制铆钉钉杆的膨胀 ,采用合适的钉孔间隙减小干涉量 ,并利用电磁铆接钉杆膨胀均匀的特点实现了复合材料结构的干涉配合铆接。     

碳纤维复合材料结构的应用力波铆接实验研究

将应力波铆接技术用于碳纤维复合材料结构的联接，并讨论了ＴＢ２－１铆钉用应力波铆按时有关工艺参数的选择，加垫圈可限制铆钉的过分膨胀，防止复合材料的初始安装损伤。因应力波铆接能产生小而均匀的干涉量，故可提高接头的初始挤压破坏强度。     

铝合金铆钉电脉冲铆接工艺试验研究

分析了电脉冲铆接铆钉变形特性,针对2A10铝合金铆钉开展了组织结构分析、放电电压对成形影响及干涉量工艺试验研究。结果表明,在铆钉墩头处形成明显的剪切带;电压300 V~420 V,Φ5铆钉形成合格墩头,电压230 V~320 V,Φ4铆钉形成合格墩头;铆钉干涉配合优于锤铆和压铆。     

电磁铆接技术在自动钻铆补铆中的应用研究

设计的进步与经济的持续增长有效的推动了我国科学技术的发展,从而出现了很多先进的科学技术,电磁铆接技术就是其中一种被广泛应用到自动钻铆补铆中的先进技术。为了在自动钻铆补铆中更好地对电磁铆接技术予以应用,本文对电磁铆接技术在自动钻铆补铆中的应用进行了研究,以期为我国飞机制造业的发展打下良好基础。     

基于DEFORM-3D的自封铆接影响因素正交试验研究

铆接工艺参数对铆接干涉量有着直接的影响,以2117-T4的4mm半圆头自封铆钉铆接2024-T3的板件为研究对象,建立铆接过程的有限元分析模型,以此模型为基础设计了正交试验来模拟分析铆钉长度L、铆接孔径D和镦头高度H这3个铆接工艺参数对铆接干涉量的影响。对模拟试验结果进行综合分析,得出了铆钉长度L为影响半圆头自封铆钉铆接干涉量的关键因素,为进一步的工艺优化试验和生产工作提供理论数据依据。     

钛合金沉头铆钉干涉配合的工艺研究

随着航空工业的发展和对飞机高性能、长寿命的要求,针对某型号飞机钛合金沉头铆钉采用普通铆接干涉配合工艺,通过ANSYS有限元分析软件计算和试验两种途径来研究铆钉钉杆尺寸与铆接结构件间干涉量的关系,即在不同外伸量的工艺参数下所形成的干涉量。结果表明,在满足相同的墩头和外观尺寸的要求下,外伸量为(1.1~1.2)d和(0.5~0.6)l时铆接的干涉量分布均匀且铆接的质量较高,疲劳寿命最大。为铆接的干涉配合和工艺优化提供了重要的参考价值。     

铝合金夹层结构自动钻铆工艺参数研究

研究了铝合金夹层结构进行自动钻铆的工艺参数。对钻尖顶角、主轴转速、进给量进行正交试验,得出制孔工艺参数为:钻尖顶角120°、主轴转速16 000 r/min,进给量0.1 mm/r。以Φ4 mm铆钉为例,以铆钉镦头成型高度为评价指标,对铆钉长度、铆接输入气压、铆接时间进行正交试验,得出铆接工艺参数为:铆钉长度9 mm,输入气压0.5 MPa,铆接时间2 s。     

电磁铆接工艺试验及参数仿真优化

电磁铆接是一种新兴的高能量铆接技术,其加载速率快、效率高,钉杆受力均匀,能够形成较好的干涉配合;但由于能量高与加载速率快的问题,极易造成钉杆裂纹、镦头质量不佳以及被铆接材料损坏等现象。实验采用Ansoft Maxwell有限元分析建立铆接模型,对铆接线圈加载电压以及受力情况进行分析。再对公称直径5mm的304不锈钢铆钉进行电磁铆接工艺试验。针对仿真与实验结果的比对,调整工装结构并确定不锈钢铆钉最佳铆接电压的范围,形成较好的铆接镦头,铆钉与被铆接板材实现了较好的干涉配合。     

铆接工具的改进

我公司许多产品采用半圆头空(?)钉进行铆接,由于铆接工具过于简单,常常造成铆接失效。拆除铆钉及补铆耗费大量工时并影响产品质量。本人针对使用中存在的问题,重新设计了一套铆接工具,取得了良好效果。 1.铆接时经常出现的问题 1)铆钉放置歪斜,铆头下压时不能对准铆钉孔而压偏(见图1)。由于铆钉孔深有限,不能加长铆头的导向部分,以引导及纠正铆钉位置。常用的气动压机及冲床,工作时都是压头快速下行,无法实现低速下行到铆钉对中后再加压铆合,致使铆钉压偏而损坏。     

电磁铆接设备电源系统的优化及实验研究

针对电磁铆枪在小型化过程中所存在的铆接力减小、后坐力增大的问题,提出了一种对电磁铆接设备电源系统进行优化改进的方案。通过提高电源系统中电容器组的最大充电电压,减小电容量,从而改变放电电流波形,达到了增大铆接力的目的,同时提高了单次放电能量的利用率,并减小了后坐力。实验测定了电源系统优化前后电磁铆枪的铆接力与后坐力,研究表明:采用新电源系统后,小型电磁铆枪的最大铆接力提高了1.2倍,约为65 kN;同时减少了后坐力,成形准6 mm LY10硬铝合金铆钉时,后坐力约为5.5 kN。     

多规格铆钉自动选送系统研究

飞机机翼壁板零件多为复杂曲面,铆接自动化的实现是提高飞机装配精度和表面质量的重要手段针对大型飞机装配过程中铆接工艺对多规格铆钉的选送需求,研究了自动送铆的相关技术,提出了一种具备铆钉自动选取、输送和压铆的多规格铆钉选送执行结构,构建了基于可编程控制器(S7-200 PLC)、触摸屏和检测元件为基础的自动送铆设备的控制系统,实现了飞机翼板类零件铆接用铆钉的自动化分选、输送,提高了铆接质量和效率。     

一种基于双机器人的自动钻铆终端器设计

针对大型飞机的机身壁板零部件装配,提出一种基于双机器人协同的机器人钻铆终端机构以及与其配套的自动供钉装置。通过机器人夹持终端机构进行自动钻锪孔及辅助铆接试验,验证了机器人自动钻孔、顶紧及辅助铆接的可行性;分析并得出铆钉输送管道的最小弯曲半径计算方法及防止铆钉卡死的必要条件,保证了供钉过程中铆钉在柔性管道中输送的可靠性。实验与理论计算结果表明:该钻铆终端机构及其自动供钉装置的输送管道能够满足双机器人自动钻铆的应用要求。     

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.     

电磁铆接有限元仿真可靠性研究

针对大飞机研制中急需的电磁铆接技术,文中使用非线性有限元的方法模拟电磁铆接工艺,以有效地优化工艺参数并制造出精度更好的产品,并将仿真值和试验值进行比较,验证了仿真在铆钉部分区域的可靠性。     

先进的装配连接技术在航空制造领域的应用分析

介绍了自动钻铆技术、电磁铆接技术和复合材料干涉配合连接等技术的基本原理,并简单分析了这些技术在航空领域的应用.