2A10鋁合金鉚釘電磁鉚接工藝試驗及數值模擬研究.pdf

1、由于大載荷的要求，在大型運載火箭和新型飛機中，大直徑鉚釘將越來越多地被采用。電磁鉚接作為一種新型鉚接手段，具有加載速率高、成形時間極短（微秒級）、釘桿膨脹均勻等特點，可有效提高鉚接質量，解決大直徑鉚釘的成形問題。本文針對直徑為Φ10mm的2A10鋁合金鉚釘，通過進行電磁鉚接數值模擬和工藝試驗，研究接頭的力學性能和鐓頭微觀組織及兩者之間的關系。
　　利用ANSYS有限元分析軟件進行了電磁鉚接數值模擬，研究發(fā)現，鉚釘的變形先后經過整體

2、膨脹和局部鐓粗兩個時期。相同放電電容時，放電電壓增加和相同放電能量時，放電電容增加，鐓頭直徑、釘桿干涉量和鉚釘溫度都隨著增加。不同長徑比下，隨著長徑比的增加，鐓頭直徑變化不大，鐓頭高度降低，鉚釘整體鐓粗時間和溫度增加。
　　通過約束模試驗發(fā)現，電磁鉚接可進行直徑Φ10mm的2A10鋁合金鉚釘的鉚接且鐓頭尺寸滿足要求，并確定了試驗最佳放電參數和鉚釘的最佳外伸量。電磁鉚接工藝試驗發(fā)現，相同放電電容時，放電電壓增加和相同放電能量時，放電

3、電容增加，鐓頭直徑不斷增加。鐓頭尺寸符合要求鉚釘的平均干涉量為2~3％。連接板的厚度對電磁鉚接質量影響不大。鉚釘鐓頭內部有剪切帶生成，當變形達到一定程度時，在剪切帶周圍會出現分支，剪切帶分支從剪切帶附近逐漸擴展到鐓頭表面并在此處產生裂紋。沿著剪切帶，從鐓頭表面向內部硬度逐漸減?。淮怪奔羟袔Х较?，在剪切帶處硬度值最大。
　　電磁鉚接試樣剪切和拉脫破壞形式分別為釘桿中部被剪斷和釘頭處破壞。沿45°方向進行拉伸其破壞最大載荷介于剪切試驗