CFRP叠层横向超声振动辅助铆接技术

针对碳纤维增强复合材料叠层钛合金铆钉铆接时出现的钛合金铆钉难变形、铆接干涉量不均匀等问题,提出了一种横向超声振动辅助铆接技术,以改善钛合金铆钉塑性、促进接头干涉量均匀分布。通过建立不同振幅和表面粗糙度的铆接实验,定量分析了铆接相对干涉量、镦头尺寸偏差与形貌及力学性能。研究结果表明,振幅越大,相对干涉量越大,在振幅为21μm时可实现较为理想的相对干涉量配合,其相对干涉量范围在1.72%~1.54%之间;粗糙度对相对干涉量的影响较小,但粗糙度越大,塑性改善越显著,镦头尺寸偏差越大。此外,拉伸实验结果表明,普通铆接的最大拉伸载荷为4166.21 N,在振幅为26μm时横向超声振动辅助铆接的最大拉伸载荷为4562.32 N,提高了9.51%。

钛铝同异种合金热熔钻铆接头的力学行为及失效机理

以TA1钛合金和5A06铝合金作为实验板材,采用热熔钻铆技术进行连接,通过静拉伸实验和扫描电镜实验对接头的静力学行为及失效机理进行了系统的研究。结果表明:当铝板在下进行铆接时,更有利于形成长而厚的衬套,成形质量更佳,且钛板在上时板材与铆钉间螺纹的啮合程度较低;FTT接头的力学性能最佳并具有最高的缓冲吸震性能,FAT接头的力学性能远高于FTA接头;铝板为下板时,失效形式为典型的韧性断裂特征,铝板为上板时,失效形式呈现脆性断裂特征;钛板断口呈现出剪切断裂和韧性断裂共同作用的混合断裂形式;FAA接头的钉头几乎未损伤,FTT接头的钉头受损严重。