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基于有限元模拟的铆接工艺参数优化

宇航材料工艺 2024年第4期54卷 23-29页

作者：马兴海陈文亮齐振超李青刘涛安立辉南京航空航天大学南京210016 首都航天机械有限公司北京100076 天津航天长征火箭制造有限公司天津300462 中国运载火箭技术研究院北京100076

为提高铆接质量,从分析孔周应力分布与铆接工艺参数规律的角度入手,利用ABAQUS软件对不同铆接工艺参数的压铆过程进行了有限元分析。深入探究了预制孔倒角、下压量、铆接速度等工艺参数对孔周应力的具体影响规律。通过等值线图和望小特... 详细信息

为提高铆接质量,从分析孔周应力分布与铆接工艺参数规律的角度入手,利用ABAQUS软件对不同铆接工艺参数的压铆过程进行了有限元分析。深入探究了预制孔倒角、下压量、铆接速度等工艺参数对孔周应力的具体影响规律。通过等值线图和望小特性函数等数据分析手段,成功确定了最优的铆接工艺参数组合,并进行了拉伸试验验证。实验结果表明,采用倒角深度为0.3 mm、铆接速度为15 mm/s、下压量为3.2 mm的最优工艺参数组合,可以显著减少连接域的孔周应力,进而提升铆接质量。

关键词：有限元孔周应力铆接工艺参数铆接质量

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穿透式自冲铆接接头成形工艺及力学性能

塑性工程学报 2024年第5期31卷 48-54页

作者：秦怡歆邢保英张洪申王玉涛曾凯昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

为探究穿透式自冲铆接工艺,建立了穿透式自冲铆接过程的有限元仿真模型,并开展了工艺试验研究,探究了铆钉长度和底板厚度对铝合金/聚碳酸酯异质穿透式自冲铆接接头力学性能的影响,分析了PC板的预热温度对铆接成形裂纹产生的影响。结果表... 详细信息

为探究穿透式自冲铆接工艺,建立了穿透式自冲铆接过程的有限元仿真模型,并开展了工艺试验研究,探究了铆钉长度和底板厚度对铝合金/聚碳酸酯异质穿透式自冲铆接接头力学性能的影响,分析了PC板的预热温度对铆接成形裂纹产生的影响。结果表明,穿透式自冲铆接工艺过程可分为压紧、刺穿上板、刺穿下板和成形4个阶段;穿透式自冲铆接接头的失效载荷和能量吸收值均随着铆钉长度和底板厚度的增加而增加;热处理不仅可以抑制裂纹的产生,还可以提高接头的力学性能,预热处理后接头的最大失效载荷相较于常温处理的试样提升了26.21%。

关键词：穿透式自冲铆接接头成形工艺铆接工艺参数力学性能

AA5052自冲铆接头成形质量及其静力学性能研究

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塑性工程学报 2018年第3期25卷 143-147页

作者：余康邢保英何晓聪曾凯邰加琪昆明理工大学机电工程学院

通过改变整形力、刺穿力及行程研究铆接工艺参数对AA5052自冲铆接头性能的影响,进而探究接头成形质量及其对接头静力学性能的影响。结果表明：接头失效模式均为下板与铆钉分离,这是由于在拉伸-剪切试验过程中,位于下板内部的机械内锁遭... 详细信息

通过改变整形力、刺穿力及行程研究铆接工艺参数对AA5052自冲铆接头性能的影响,进而探究接头成形质量及其对接头静力学性能的影响。结果表明：接头失效模式均为下板与铆钉分离,这是由于在拉伸-剪切试验过程中,位于下板内部的机械内锁遭到破坏,铆钉从下板拉出。在一定范围内,随着整形力的增加钉头高度逐渐减小,接头表面越平整,内锁长度却逐渐增加;随着刺穿力的增加,钉脚张开度减小,但内锁长度却逐渐增加,可形成较好内锁值;随着行程增大,钉脚张开度随之增大,内锁长度也会增加,接头可形成较好的机械内锁且具有较好的密封抗蚀能力。整形力对AA5052自冲铆接头静力学性能影响最低,刺穿力和行程均对试件的拉伸载荷和能量吸收能力有显著影响。

关键词：自冲铆接头 AA5052 铆接工艺参数静力学性能

基于响应面法的铝合金自冲铆成形工艺调控及参数预测

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基于响应面法的铝合金自冲铆成形工艺调控及参数预测

作者：孙晓婷昆明理工大学

学位级别：硕士

在铝合金轻量化白车身设计制造领域,快速、准确地进行自冲铆成型工艺参数的调控,同时实现铆接质量的预测是亟待解决的一个问题。本课题主要开展铝合金自冲铆成形过程的仿真分析;基于响应面法实现铆接工艺参数的调控、力学性能的预测;建... 详细信息

在铝合金轻量化白车身设计制造领域,快速、准确地进行自冲铆成型工艺参数的调控,同时实现铆接质量的预测是亟待解决的一个问题。本课题主要开展铝合金自冲铆成形过程的仿真分析;基于响应面法实现铆接工艺参数的调控、力学性能的预测;建立铆接最大冲压载荷的反演计算模型,主要研究工作和结论如下:建立铝合金自冲铆成形过程的有限元模型,探究不同影响因素水平下,铝合金自冲铆接头成形过程中材料流场、接头机械内锁结构和最大冲压载荷的演变规律,结果表明:成形过程中铆钉内腔、铆钉钉脚尖、铆钉盖附近的基板材料流动最为剧烈,因而产生了这些部位宏观上的大塑性变形,冲压载荷在铆接成形的最后阶段急剧增加并达到峰值。冲头速度、铆钉长度、铆钉内腔高度、铆钉硬度、板厚和材料硬度对接头的机械内锁结构、铆钉材料的径向流动速度和铆接过程中的最大冲压载荷具有一定影响。基于Box-Behnken Design响应面试验设计分析方法,开展铝合金自冲铆工艺试验研究。以铆钉硬度、板厚和材料硬度为影响因素,将接头的失效载荷、能量吸收值、铆接时的刺穿压强、冲头行程作为响应值,开展铝合金自冲铆接响应面工艺试验研究,建立影响因素和响应值之间的预测回归模型,结合有限元仿真结果分析响应面回归模型。结果表明,板厚对接头的失效载荷、能量吸收值、刺穿压强及冲头行程的影响最为显著,交互作用中,铆钉硬度与板厚的交互作用对失效载荷、能量吸收值的影响最为显著,刺穿压强受铆钉硬度和板厚交互作用的影响最显著,冲头行程受铆钉硬度和材料硬度的交互作用影响最为显著。回归模型的验证试验结果表明,用铆接参数回归模型计算得到的铆接参数铆接两组不同的板材,其接头的失效载荷和能量吸收值试验值与模型预测值误差均在10%以内,验证了响应面回归模型预测接头铆接参数及力学性能的可靠性。以自冲铆形变铆钉为研究对象,考虑机械内锁几何特征参数、板材和铆钉的几何与力学性能参数、冲头与铆钉接触面边界条件等,构建铆钉材料的塑性流动速度场;基于上限法,建立铆接过程中最大冲压载荷的反演计算模型,并进行了试验验证,结果表明:最大冲压载荷反演值与试验值之间的平均误差为9.76%,验证了模型的可靠性。

关键词：自冲铆响应面法铆接工艺参数力学性能预测冲压载荷

复合材料翼面后缘的双面埋头铆接系统及其工艺研究

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复合材料翼面后缘的双面埋头铆接系统及其工艺研究

作者：高岩沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

复合材料因其具有比强度高、比模量高、抗腐蚀、抗疲劳性能强等一系列独特的优点,逐渐在现代飞机中应用起来,而铆接技术在飞机装配制造过程中扮演着重要的角色。现代高速飞机为了实现更快的速度,达到良好的气动性能和隐身效果,多采用复... 详细信息

复合材料因其具有比强度高、比模量高、抗腐蚀、抗疲劳性能强等一系列独特的优点,逐渐在现代飞机中应用起来,而铆接技术在飞机装配制造过程中扮演着重要的角色。现代高速飞机为了实现更快的速度,达到良好的气动性能和隐身效果,多采用复合材料斜面夹层结构设计,其特点为均采用双面埋头铆接的形式。目前复合材料翼面后缘结构的双面埋头铆接仍然采用手工锤铆的方式,加之复合材料抗冲击载荷能力差,一直存在着安装损伤的问题,铆接质量得不到保障,并且始终没有得到良好的解决方法。因此系统地进行研究并得出复合材料翼面后缘的双面埋头铆接工艺尤为重要。本文在结合现有铆接工艺和有限元仿真分析的基础上,通过一系列铆接工艺试验,系统地研究复合材料翼面后缘的双面埋头铆接工艺参数,得出其最优铆接工艺参数,总结规律并编写出铆接工艺规范,形成一套完整的铆接工艺体系。首先本文结合理论分析,设计一系列试验:铆接工艺探索性试验、验证性试验和锤铆压铆对比性试验,通过以上试验得出铆钉长度和镦头窝直径的选择标准。其次本文对试验结果分析,并结合实际装配生产情况,得出优化的铆接工艺,研究表明试验所得铆接工艺参数合理,机器压铆可以替代人工锤铆用于复合材料翼面后缘的双面埋头铆接。再次通过以上研究和试验中使用铆接机的情况,分析了其压头结构设计不合理的问题,重新优化设计了压头结构。最后,本文完成了《楔形复合材料双面埋头铆接工艺规范(草案)》的编制。

关键词：复合材料翼面后缘结构压铆铆接工艺参数工艺优化压头结构

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基于VC的自动钻铆机铆接数据库系统的开发

科学技术与工程 2007年第16期7卷 4088-4093页

作者：董一巍卜昆陈允全刘杰宋得军西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

采用VC6.0与Access2003数据库相结合的方案,按照面向对象编程的思想,成功地建立了自动钻铆机铆接数据库。实现了铆接过程加工参数的调整优化,理想加工参数的自动存取,详尽报表的输出等功能。提高了数据处理的效率和可靠性,对面向小型数... 详细信息

采用VC6.0与Access2003数据库相结合的方案,按照面向对象编程的思想,成功地建立了自动钻铆机铆接数据库。实现了铆接过程加工参数的调整优化,理想加工参数的自动存取,详尽报表的输出等功能。提高了数据处理的效率和可靠性,对面向小型数据处理系统的开发具有一定的参考价值。

关键词：自动钻铆机铆接工艺参数 VC6.0 Access2003

基于Web的自动钻铆机铆接数据管理系统的开发

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航空制造技术 2010年第9期53卷 73-77页

作者：窦杨青卜昆窦杨柳赵丽黄胜利西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室

论述了基于Web架构设计自动钻铆机铆接数据管理的实现方案,按照面向对象编程的思想,成功地建立了自动钻铆机铆接数据库;实现了铆接过程加工参数的调整优化,理想加工参数的自动存取,详尽报表的输出等功能;提高了大型机翼壁板铆接工艺数... 详细信息

论述了基于Web架构设计自动钻铆机铆接数据管理的实现方案,按照面向对象编程的思想,成功地建立了自动钻铆机铆接数据库;实现了铆接过程加工参数的调整优化,理想加工参数的自动存取,详尽报表的输出等功能;提高了大型机翼壁板铆接工艺数据处理的效率和可靠性,对面向小型数据处理系统的开发具有一定的参考价值。

关键词： B/S架构自动钻铆机铆接工艺参数数据库 SQL

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玻璃钢复合材料自动钻铆工艺参数研究

航空精密制造技术 2018年第1期54卷 21-24,28页

作者：吕九九檀甜甜马兴海章茂云丁振兴安立辉首都航天机械有限公司北京100076 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对玻璃钢蒙皮铝合金夹层的制孔工艺参数,进行了钻尖顶角、主轴转速、进给量的正交试验,得出高精度无毛刺制孔的工艺参数:硬质合金刀具,钻尖顶角110°~120°,主轴转速在10000~12000r/min,进给量0.01~0.04mm/r。通过压铆力试验、干涉量... 详细信息

针对玻璃钢蒙皮铝合金夹层的制孔工艺参数,进行了钻尖顶角、主轴转速、进给量的正交试验,得出高精度无毛刺制孔的工艺参数:硬质合金刀具,钻尖顶角110°~120°,主轴转速在10000~12000r/min,进给量0.01~0.04mm/r。通过压铆力试验、干涉量分析得出压铆力规律和合适的制孔直径。

关键词：玻璃钢无毛刺制孔电动压铆铆接工艺参数

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铝合金夹层结构自动钻铆工艺参数研究

机械工程与自动化 2020年第2期 155-156页

作者：于渊臧建新朱振江王岩韩剑王聪首都航天机械有限公司北京100076

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16000 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... 详细信息

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16000 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。

关键词：铝合金自动钻铆制孔工艺参数铆接工艺参数