钛合金抽芯铆钉铆接过程分析及规律探索

钛合金抽芯铆钉为航空航天用高端紧固件,针对铆接过程中钛合金抽芯铆钉强度匹配关系不明晰的问题,研究了基于deform软件的铆接过程分析方法。在结构尺寸、材料参数标定基础上,建立了抽芯铆钉铆接过程仿真模型;通过分析铆接过程中铆接力变化规律,将铆接力变化区间划分为四个变化区域:钉套影响区、驱动环断裂区、锁环锁紧区以及钉杆断裂区,四个区域的合理分布是保证钛合金抽芯铆钉高成功率研制的重要基础。通过改变各零件材料变量属性,进一步确定了钛合金抽芯铆钉各组件强度/强度分布对四区域峰值的影响规律。相关研究为提高钛合金抽芯铆钉铆接成功率提供了技术基础。

航空高锁紧固件/抽芯铆钉代际研究综述

随着现代航空技术的发展,大量新型材料被用于飞机结构,导致飞机装配工艺发生变革。新型紧固件被广泛应用于飞机制造中,其中最具代表性的就是高锁紧固件和抽芯铆钉的大量使用。本文分析了国外高锁紧固件及抽芯铆钉的代际发展技术路线,总结提炼了国外先进型号需求与技术开发研发模式、迭代逻辑,并对未来国产高锁紧固件及抽芯铆钉发展进行了展望。

芯杆齐平度偏差对抽芯铆钉力学性能影响及机理分析

抽芯铆钉广泛应用于航空制造与装配领域,其芯杆断面相对钉套头表面凸出量(芯杆齐平度)有定量规定标准,但芯杆齐平度对于连接结构力学性能的影响并不明确。针对这一问题,开展了不同芯杆齐平度下装配结构的静力学性能及疲劳性能试验,并对结构的装配以及静力学性能进行了仿真验证。通过试验探究发现,芯杆齐平度合格样件剪切力破坏强度平均值为9570.535 N,标准差为107.001 N,芯杆齐平度不合格样件剪切力破坏强度平均值为9532.14 N,标准差为327.261 N,两者标准差差异显著,可见相较于超差试样,合格试样结构稳定性更强;疲劳试验中芯杆齐平度合格样件疲劳循环次数平均值为456770次,芯杆齐平度不合格样件疲劳循环次数平均值为456022.7次,疲劳强度受该方面的影响较小。对抽铆的仿真发现,两种情况下芯杆的绝对干涉量几乎没有区别,该结论解释了为何两组试验的剪切力没有太大区别,并且在仿真过程中发现两者的力–位移曲线几乎没有区别,进一步验证了试验结论。

耐高温抽芯铆钉的研究进展

由于航空航天、核工业等行业对耐高温抽芯铆钉的需求量日益增加,探求合理的耐高温铆钉材料,优化抽芯铆接工艺参数,提高铆接质量和接头性能,实现耐高温抽芯铆钉的国产化势在必行。研究人员通过采用有限元模拟仿真和试验相结合的方式对耐高温抽芯铆钉展开研究。文章综述了近些年耐高温抽芯铆钉在铆接成形和接头性能评估方面的研究进展,明确了抽芯铆接过程,分析了各种工艺参数对铆接质量的影响,总结了耐高温抽芯铆钉现阶段存在的不足,预测了其未来的发展趋势。

抽芯铆钉钉套退火设备冷却系统的设计与实现

为满足工艺要求,在抽芯铆钉钉套局部退火过程中,需要对其部分环节进行冷却,对此本文提出了相应的冷却系统要求,根据要求制定了冷却系统设计方案,完成了泵的计算选型和水箱设计,制定了工作流程图,为抗拉型抽芯铆钉钉套局部退火设备冷却系统设计提供了参考。

机械锁紧鼓包型抽芯铆钉热处理工艺研究

研究退火温度对A286合金抽芯铆钉组织、硬度和铆接性能的影响。结果表明,A286抽芯铆钉在1 100℃温度下退火后有平缓的硬度下降梯度,退火区硬度和宽度适中,且鼓包均匀,无二次鼓包形成,满足技术指标要求。

A286高温合金抽芯铆钉钉套局部退火工艺研究

基于A286高温合金抽芯铆钉钉套局部感应加热工艺方法,建立了加热过程的多物理场耦合数值模型,利用有限元法研究和分析导磁体感应器结构、电流等参数对退火区宽度尺寸、温度分布的影响,根据优化的退火工艺参数进行A286高温合金钉套局部退火试验。结果表明：A286高温合金钉套的退火区宽度可控制在8 mm范围内,高温区完宽度为3.2 mm和温度梯度变化小,设计的退火区温度梯度与测得合金材料硬度分布规律基本吻合。退火区的温度范围为700～900℃时,A286高温合金第二析出相析出和晶粒均匀,合金强化作用降低,材料硬度下降和塑性增强。

抽芯铆钉的结构原理及应用介绍

介绍了抽芯铆钉的结构,分析了抽芯铆钉的安装方法、成形原理以及成形后的要求,并说明了如何选用抽芯铆钉以及抽芯铆钉的应用情况。

机械锁紧鼓包型抽芯铆钉研制与应用

!介绍了机械锁紧鼓包型抽芯铆钉的结构和设计,阐述了热处理工艺和冷加工工艺的技术难点和解决办法,并对中、美产品按9项试验的性能指标作了对比,得出了可以用国产铆钉替代进口的结论。

抽芯铆钉用钢丝的发展

介绍抽芯铆钉的型号和铆钉用芯轴钢丝的原材料及发展情况；叙述芯轴钢丝的技术条件，对原材料的质量要求，以及生产工艺要点；同时对国内生产的优质碳素结构钢丝和冷顶锻钢丝用盘条提出建议。

钛合金鼓包型抽芯铆钉感应退火工艺研究

研究感应退火对抽芯铆钉中钉套部件的组织、硬度和铆接性能的影响.结果表明,钛合金鼓包型抽芯铆钉钉套在700℃温度下感应退火后可获得完全退火的退火带,退火区硬度和宽度适中,且鼓包大小均匀,铆接紧密贴合,预紧力、抗拉强度等性能均满足技术指标要求.

抽芯铆钉在冷镦设备上自动压型的设计

为了实现紧固件抽芯铆钉特殊规格产品某一工序(压型)的自动化生产,根据一模一冲冷镦设备原有的机械原理,通过增加或更换该设备的机构零部件等方面的优化改造,并且结合特殊抽芯铆钉压型的特点,经过设计分析实践,实现特殊规格抽芯铆钉压型的自动化生产.

抽芯铆钉用钢丝的发展

抽芯铆钉作为新颖的紧固件,愈来愈受到人们的关注。由于它有许多独特的优点。在很多领域里取代了螺栓连接和焊接,使各种结构件变得紧凑、轻巧,造型美观,使用方便,省工省料,因此广泛地应用于飞机,船舶、汽车、机械、家用电器,电器仪表,建筑装璜、箱包和集装箱等行业。进入90年代以后,抽芯铆钉的品种,规格和产量得到了很大的发展,从单一的抽芯铝铆钉,发展到金钢、全不锈钢等的开口型和封闭型抽芯铆钉,共8大类,600多种规格。产品已能与国际接轨,远销美洲、欧洲、亚洲等5大洲,30余个发达国家,深受用户青睐。 近10年来,铆钉用芯轴钢丝的生产已成为金属制品新兴产业,发展迅速。钢的牌号由过云的2个发展到现在的15个;钢丝规格由几个发展到80余个,逐步形成了系列化产品。 抽芯铆钉属劳动密集型产品,只要能根据国内外市场需要,不断开发新产品,提高产品档次,其发展前景是很广阔的。

CFRP/Al抽芯铆钉单剪干涉配合的渐进损伤数值模拟研究

干涉配合在改善抽芯铆钉连接复合材料的力学性能方面具有较强优势。然而,干涉配合下抽芯铆钉的安装往往会导致碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)层压板的损坏,削弱铆接接头的力学性能。本文采用了完整的抽芯铆钉模型,基于连续损伤力学、扩展的三维破坏准则和应变率效应,通过有限元和Abaqus二次开发相结合的方法,研究了CFRP/Al单剪铆接中抽芯铆钉与连接孔的干涉量和铆钉的安装速度对复合材料损伤的影响。从模拟结果来看受安装速度的影响显著,安装阻力呈现出两个典型的阶段,分别由铝合金板、CFRP板与抽芯铆钉的摩擦产生造成。抽芯铆钉安装在干涉配合情况下,安装速度越大对于降低安装阻力十分有利。然而,过高的安装速度会导致孔壁的损伤增加,尤其在高干涉量下更明显。抽芯铆钉铆接接头的失效模式以CFRP损伤为主,并受干涉尺寸的影响显著。

不锈钢抽芯铆钉连接试验研究及设计建议

通过对不锈钢抽芯铆钉连接进行抗剪性能试验研究,明确了连接破坏形式,考察单剪和双剪构造、抽芯铆钉端距和间距、连接长度等关键参数的影响规律,提出抗剪承载力设计算式及相关设计建议。研究结果表明：抽芯铆钉连接的破坏形式为抽芯铆钉杆剪断破坏和不锈钢板承压破坏;抗剪承载力随着剪切面数目的增加而提高,双剪连接与单剪连接抗剪承载力之比为1.8~1.9;端距和间距应分别不小于2.5倍和3倍抽芯铆钉孔径;抽芯铆钉群抗剪承载力折减系数取值与连接板等厚与否以及连接长度有关。

托板螺母用抽芯铆钉的仿真与实验研究

针对托板螺母用抽芯铆钉在铆接后承受载荷能力弱、钉套鼓包容易开裂而影响铆接合格率的问题,利用仿真与实验相结合的方法对抽芯铆钉的力学规律、钉套鼓包破坏情况进行了探索。以100°小沉头托板螺母用抽芯铆钉为研究对象,借助有限元仿真软件DEFORM-3D建立模型,并进行了安装仿真、抗拉仿真与剪切仿真。探索了铆钉结构尺寸对抗拉力的影响规律,得出每种型号的托板螺母用抽芯铆钉存在的最优钉套伸出长度,确定了铆钉抗拉力与钉套内径成反比、与钉杆头部直径成正比,并且利用钉套内径和钉杆头部直径两因素探究了钉套壁厚与钉套鼓包位置最大主应力的关系,预测了钉套可能发生的破坏现象。最后通过对应的实验,验证了有限元仿真模型的合理性。相关研究为提高托板螺母用抽芯铆钉的铆接合格率与研制提供了参考。

抽芯铆钉用于复合材料夹层的研究与探讨

根据国内外有关产品标准分析了各种类型抽芯铆钉在复材夹层上的安装,同时结合HB 8001系列抽芯铆钉在复材夹层上的实际应用分析,提出了各种类型抽芯铆钉在复材夹层上的适用性及安装时应考虑的问题。

哈克抽芯铆钉铆套冷精锻成形工艺

针对哈克抽芯铆钉铆套成形过程中头部出现的填充不饱满、折叠、飞边等缺陷,在金属流动行为方面分析了缺陷形成的原因。在此基础上初步设计了两种冷精锻成形工艺并优化了模具结构,在工位3模具结构中铆套顶部外圆角处、杆部与头部连接处分别预留一个直径为Ф0. 2 mm的排气孔,目的是解决制件填充不满问题,并分别建立有限元模型,利用DEFORM-3D进行数值模拟。对比两种工艺成形过程的等效应力、等效应变、成形载荷和金属流向,仿真结果表明:工艺2成形终段的等效应力、应变值比工艺1分别高出15%和34. 6%,且金属流动混乱,从而得出工艺1更加合理的结论。并通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,得到了无缺陷、填充饱满的制件,实验结果与数值模拟结果保持一致。