铆接结构抗疲劳性的工艺影响分析

抗疲劳性是飞机铆接结构连接质量评定的关键因素之一,直接影响飞机结构服役安全。针对单钉铆接结构,以工艺参数镦头高度作为控制变量,通过有限元分析钉孔变形及细节应力分布,结合疲劳试验研究结构抗疲劳性的工艺影响,基于钉孔应力分布及疲劳试验提出一种镦头高度控制区间的估计方法。结果表明:控制镦头高度可以显著影响钉孔界面的应力状态分布,并可有效改善铆接结构的抗疲劳性,针对5/32英寸凸头铆钉连接的单钉铆接结构,推荐镦头高度控制区间为1.6 mm^1.9 mm。

铝锂合金薄板自动钻铆残余应力特性

利用主应力法推导了铆接壁板所受压力的力学公式,将壁板等效为厚壁圆筒,根据空间轴对称问题求解方法,得出铆接孔孔壁处径向和周向残余应力的表达式,理论分析结果可以合理解释镦头高度和钉孔直径对孔壁处残余应力的影响规律:随着镦头高度和钉孔直径的变化,孔壁各处径向残余应力的变化并不明显,而周向残余应力的变化十分显著;镦头高度和孔径尺寸的增加使周向残余压应力的绝对值下降,甚至出现残余压应力转变为残余拉应力的情况.对于孔壁处残余应力沿板厚方向的分布,采用有限元方法进行分析.结果表明,上、下壁板间应力存在突变,下壁板孔壁处残余应力呈"C"型分布.得出铝锂合金材料在自动钻铆过程中相关工艺参数的合理取值.

气动锤铆试验台设计与工艺研究

为研究锤铆工艺,设计了一种能进行锤铆试验的试验台,加入相关的电气元件,实现对输入气压和铆接时间等参数的控制;用正交试验方法设计了试验方案,并在设计好的试验台上进行了锤铆试验,试验得到在不同输入气压、不同铆接时间下铆钉的镦头高度,结果表明,输入气压和铆接时间是影响锤铆工艺的重要参数,在输入气压为0.5 MPa,铆接时间为2 s时,能得到符合要求的镦头高度,并且输入气压的影响大于铆接时间。

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头和与铆接件边缘相接触的中心部位,最大应变集中在镦头靠近铆接件边缘的位置;钉杆长度小于一定值时,铆钉的最大应力均发生在铆钉镦头顶部和镦头与铆接件边缘相接触的中心部位,超过该值时,应力集中位置只出现在铆钉镦头顶部;铆钉的最大应力随镦头高度总体呈下降趋势。

基于ABAQUS的气动锤铆研究

为了减少气动锤铆仿真所需的试验参数,并降低气动锤铆仿真的计算难度,基于冲量定理提出一种对气动锤铆进行仿真分析的方法。首先,介绍了气动锤铆原理,并以铆克为对象,对气动铆枪的动力学过程进行了分析,得到单次冲击周期、冲击力峰值和能量转移率的关系式。以此为理论基础,同时基于ABAQUS软件建立了气动锤铆的动力学有限元模型。然后,进行了气动锤铆试验,将试验所对应的铆克质量、冲击力峰值及冲击频率输入了有限元模型。最后,将得到的模型结果和试验结果,从镦头直径、镦头高度以及铆钉直径3个方面进行了对比,模型结果和试验结果的相对误差均在2%以内。结果表明提出的仿真分析方法是正确、有效的。