飞机V形结构复合材料双面埋头铆钉压铆技术

针对飞机常见V形结构复合材料双面埋头铆钉压铆问题,提出一种变厚度非均匀万向压铆系统。首先进行飞机V形结构复合材料装配建模分析与双面埋头钛铆钉斜面铆接技术分析。在此基础上进行变厚度非均匀万向压铆系统设计,并采用ANSYS软件进行仿真,最后设计相关试验进行验证。V形试板压铆试验结果表明,采用该系统后压铆前后经无损检测均未产生复合材料分层的情况。在飞机产品应用中压铆合格率能够达到90%以上,压铆成型质量稳定,产品表面质量高,操作简单便捷。     

压铆模具

一种压铆模具,用于将压铆螺母压铆于钣金件上,所述压铆模具包括本体、导正杆、取料针及第一、第二弹性组件。所述本体包括收容孔;所述导正杆包括中心孔和顶部,所述导正杆收容于所述本体收容孔内,所述导正杆顶部用于定位所述钣金件;所述第一弹性组件设于所述导正杆与所述本体之间,当所述第一弹性组件处于自由状态时,所述导正杆顶部伸出所述本体;所述取料针收容于所述导正杆中心孔内;所述第二弹性组件设于所述取料针与所述导正杆之间,当所述第二弹性组件处于自由状态时,所述取料针顶部伸出所述导正杆。本发明之压铆模具可自动导入待压铆螺母,以提高生产效率。     

洗衣机铝箱体压铆模具设计

利用压铆连接成形技术解决了洗衣机铝箱体无法用点焊技术进行相互连接的问题 ,并从工艺过程、模具结构等方面进行了详细阐述。     

机器人自动压铆控制系统设计

为解决传统人工铆接效率低、一致性差等问题,开发一套机器人自动压铆集成控制系统.通过PLC控制机器人和压铆机,实现复杂工件的自动分区域压铆过程,并可以实时监控设备的参数和状态.压铆试验结果表明:工件的自动压铆时间约为170 min,效率提升60％,铆接产品一致性良好.设计方式可移植到工业机器人其他应用领域,具有较强的借鉴...     

碳纤维-铝合金电磁铆接与准静态压铆对比

为了探究电磁铆接技术在碳纤维复合材料上的可行性,采用碳纤维-铝合金结构为研究对象。探究了碳纤维-铝合金电磁铆接接头的干涉量及剪切、拉脱性能,并与传统准静态压铆技术进行了对比。结果表明:无论是Φ4 mm铆钉,还是Φ6 mm铆钉,电磁铆接结构相对干涉量不仅均匀性更好,而且平均值更高,分别从4.96%提升到5.20%,6.85%提升到7.85%;电磁铆接接头剪切性能有较大提高,对于Φ4 mm铆钉和Φ6 mm铆钉,电磁铆接最大剪切力相比准静态压铆分别提高了19.7%和5.2%;电磁铆接接头拉脱性能有较小提高,对于Φ4 mm铆钉和Φ6 mm铆钉,电磁铆接最大拉脱力相比准静态压铆提高了3.9%和6.6%。结果说明电磁铆接技术更适合复合材料的连接。     

碳纤维复合材料楔形件压铆过程的数值模拟

为了研究碳纤维复合材料楔形件压铆过程中铆钉的成型规律和复材损伤失效情况,在ABAQUS中建立了复合材料楔形件双面埋头压铆的分析模型。对ABAQUS进行二次开发,创建碳纤维复合材料的VUMAT用户子程序材料模型,材料模型采用三维Hashin失效准则作为累计损伤的判据,并使用合理的材料退化方式对损伤部位的刚度系数进行折减,来模拟复合材料的失效情况。通过有仿真模拟,得到了铆钉在压铆过程中的应力应变分布规律和材料流动趋势,以及复合材料层合板的损伤类型和损伤区域,为复合材料楔形结构铆接工艺的设计提供了一种参考依据。     

碳纤维复合材料在酸雨模拟液中的失效行为

为研究酸雨模拟液中碳纤维复合材料的失效行为,采用电化学阻抗法(EIS)研究碳纤维复合材料在酸雨模拟溶液中的失效过程,力学性能测试通过万能试验机进行,由傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行失效反应机理分析,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料截面形貌。结果表明:全时浸泡试样的阻抗图谱变化不大,树脂层起到较好的屏蔽作用。外加恒电位阴极极化作用下试样破坏较快,介质快速渗入树脂层,引起试样低频阻抗模值和容抗弧半径的大幅下降,阻抗谱初期呈现扩散控制特征,随时间延长转为电荷转移和扩散的混合控制。全时浸泡条件下试样的力学性能变化不大,外加恒电位阴极极化条件下试样的弯曲和层间剪切性能大幅下降,树脂与基体间的界面结合力降低。试样在全时浸泡条件下基本不发生化学反应,外加恒电位阴极极化可促进碳纤维复合材料中树脂的水解,使树脂基体破碎,并生成疱状反应产物,加速材料的失效。     

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%。     

碳纤维增强镍基复合材料的高温模拟

采用粉末冶金法制备了短碳纤维增强镍基复合材料和Ni80Cr20合金，并根据Larson-Miller参数方程对两种材料的高温力学性能进行了模拟对比研究。高温模拟试验结果表明，试验材料的维氏硬度值和热处理参数P基本上是线性关系，说明Larson-Miller参数方程对镍基复合材料的寿命设计具有一定的适用性。高温模拟研究还表明，碳纤维含量（体积分数）为5％的镍基复合材料的高温力学性能优于Ni80Cr20合金的。     

短碳纤维增强铝基复合材料拉伸性能数值模拟分析

为了探究碳纤维对复合材料拉伸性能的影响,使用真空吸铸法制备了碳纤维增强铝基复合材料铸件并测试其拉伸性能,将实验所得数据结合Geodict软件分析了碳纤维含量和碳纤维长度对碳纤维增强铝基复合材料的应力、应变分布的影响规律,得到的模拟结果与实验数据吻合良好,为使用真空吸铸法制备碳纤维增强铝基复合材料的后续工作展开和性能提升提供了理论基础。结果表明,随着碳纤维含量的增加,纤维对材料拉伸性能的增强效果越好;随着碳纤维长度的增加,纤维对材料拉伸性能的增强效果逐渐减小,并在5 mm后达到平稳的趋势,当纤维长度为1 mm时,复合材料的拉伸性能较优。     

铁道车辆热铆连接的有限元分析

为了进一步研究铁道车辆热铆连接过程,基于热固耦合有限元理论建立铆钉和铆接件的有限元模型,模拟热铆连接过程,并结合试验进行验证.将热铆连接变形过程分为6个阶段,分析铆钉在热铆连接过程中的受力和变形情况,并通过改变铆钉钉杆长度和镦头高度,分析不同参数对热铆连接的影响,并得到最佳热铆参数.结果表明:铆钉的最大应力集中在铆钉镦...     

旋铆成形过程的数值模拟分析

以2017材料的φ6 mm×16 mm铆钉为对象,基于Simufact.Forming有限元软件,运用点历史追踪法对其旋铆成形过程进行数值模拟研究,分析旋铆过程中的等效应力变化及应力分布情况,以及成形载荷变化规律及其影响因素。分析结果为某产品的旋铆工艺应用提供了理论依据。     

无压渗透法制备颗粒增强铝基复合材料

介绍了制备颗粒增强铝基复合材料的无压渗透法新工艺，其主要特点是：在空气气氛下，于850～950℃范围内，不用外加压力或抽真空，也不用对增强颗粒进行预处理，通过助渗剂作用，使铝或铝合金液自动地渗入到增强颗粒中，形成铝基复合材料。并对形成机理进行了讨论。     

铝合金旋铆连接过程数值模拟分析

以铝合金基体件与钢板的旋铆连接工艺为对象,采用数值模拟手段和点追踪方法对铆钉成形过程进行了研究。主要分析了变形区的各个质点应力应变动态变化规律以及整个成形区的损伤分布情况,为有效地进行工艺研究、工艺设计提供了理论依据。     

表面复合改性碳纤维增强HA复合材料

采用溶胶-凝胶技术在低温氧化处理后碳纤维表面涂覆HA涂层,获得复合改性碳纤维增强HA复合材料。研究并测试了碳纤维的改性工艺、改性后碳纤维表面的微观形貌以及不同碳纤维含量下复合材料的抗弯强度和断裂韧性。结果表明,在400℃氧化30 min的碳纤维表面具有较高的活性和较大的比表面积,在HA溶胶中提拉5次后碳纤维表面形成一层与基体结合性能较好的膜层。复合改性碳纤维可显著提高HA材料的力学性能,当碳纤维含量为3%时,复合改性碳纤维/HA复合材料的抗弯强度达到最大值79.8 MPa,比基体提高了3.2倍。当碳纤维含量为4%时,复合改性碳纤维/HA复合材料的断裂韧度达到最大值1.85 MPa·m1/2,比基体提高了2.3倍。     

碳纤维含量对碳纤维增强PE复合材料力学性能的影响

以短切碳纤维为增强体,以聚乙烯树脂为基体,运用螺杆注射成型的方法制备碳纤维增强热塑性复合材料.研究了碳纤维含量对复合材料硬度、拉伸、疲劳等性能的影响.结果表明,随着碳纤维含量的增加,复合材料的维氏硬度呈S形增加,拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值都有提高;当碳纤维含量为4.021％时,相对纯聚乙烯,硬度、拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值分别增加了35.489％、18.421％、208.024％、213.240％     

30%碳纤维增强PA6复合材料的超声焊接-铆接复合连接工艺

该研究采用一种特殊设计的具有双凸缘结构的铆钉,制备了30%碳纤维增强PA6复合材料的超声波焊接-铆接复合连接接头,研究了焊-铆接头的宏观形貌、截面结构、失效形式、抗剪强度和剥离强度,并分析了焊-铆接头力学性能的改善机制。结果表明,超声波焊接-铆接复合连接的过程由库伦摩擦、铆钉铆入上板、铆钉铆入下板、焊合面材料熔化和凝固5个阶段组成。所制备双凸缘钉子的沟槽有效阻止了接头焊合面熔化材料的溢出,促进了铆钉与铆接板材间的机械互锁和铆钉周围焊核的形成,因此改善了焊-铆接头的抗剪强度、剥离强度和吸能性能。相对于抗剪强度,其对剥离强度的改善效果更显著。采用最佳焊铆参数下制备的焊-铆接头的抗剪强度和剥离强度较单一超声波焊接头分别提高了29.9%和39.2%。焊-铆接头的强度的改善缘于焊合面上铆钉周围形成的焊核及铆钉与铆接板材间的机械互锁的综合作用。     

摩擦铆压用交流伺服塑性连接设备结构可靠性研究

为了提高低塑性轻量化板材接头的连接质量、降低成形力、避免连接过程中产生裂纹缺陷,提出了摩擦铆压塑性连接工艺,并设计了交流伺服塑性连接设备.利用ANSYS Workbench软件对设备的机身进行了静力学分析,校核了机身刚度和强度,并通过模态分析研究了设备振动响应特性.结果表明:该设备每个自由度的运动均由单独的交流伺服电机...     

碳纤维增强铝基复合材料的改性研究

研究碳纤维对铝基复合材料的改性,分别向6061和6063两种铝合金中添加一定量的短切纤维,采用挤压成型方法制备了碳纤维改性铝基复合材料。研究了碳纤维的尺寸及添加量对复合材料力学性能、耐磨性和尺寸稳定性的影响。结果表明,碳纤维改性后的铝基复合材料力学性能有明显提高,其室温抗拉强度、屈服强度均得到增强,而材料的伸长率略有减小;通过耐磨性测试确定了碳纤维的最佳添加尺寸为3 mm,最佳添加量为0.6%;通过冷热冲击测试证明了碳纤维能够有效改善铝基复合材料的尺寸稳定性。     

涂层碳纤维增强镁基复合材料

通过溶胶-凝胶法，采用含有机添加剂的正硅酸乙酯醇溶液，经二次水解、缩聚、干燥和烧结在碳纤维表面形成均匀SiO2涂层。该涂层改善了碳纤维与镁合金基体的润湿性，实现了低压液相浸渗制备C／Mg复合材料，并提高了复合材料的阻尼性能。