碳纤维连接结构钛合金铆钉电磁铆接试验研究.pdf

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1、第3g卷第2期锻压技’2013年4月Vo1．38No．2FORGlNG＆STAMPINGTECHNOLOGYApr．2013成

2、碳纤维连接结构钛合金铆钉电磁铆接试验研究崔俊佳，孙立强。，孟令博。。章茂云(1．哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001；2．首都航天机械公司，北京100076)摘要：电磁铆接是一种新型铆接工艺，与传统铆接相比，在高强度铆钉、复合材料铆接方面有其明显优势。本文通过对不同直径钛合金铆钉的电磁铆接预制孔径匹配试验，得出直径c)4，05和O6mm钛合金铆钉最佳预制孔径分别为04．1，05．

3、2和06．2／06．3mrn。针对小直径(04和05mm)钛合金铆接试样，气动铆接和电磁铆接在抗剪强度和微观组织方面相差不大，在大直径(06mm)钛合金铆钉成形方面气动铆接远不如电磁铆接。电磁铆接技术可大幅度提高钛合金铆钉在碳纤维结构中的铆接质量，铆歪、开裂现象仅为0．5％。关键词：钛合金铆钉；电磁铆接；碳纤维；微观组织DOI：10．3969／j．issn．1000-3940．2013．02．013中图分类号：TG391文献标识码：A文章编号：1000-3940(2013)02-0047—06Researchoncarb

4、onfibersstructureofelectromagneticrivetingfortitaniumalloyrivetCUIJun-jia，SUNLi-qiang~，MENGLing-bo2，ZHANGMao-yun2(1．MaterialScienceandEngineeringSchool，HarbinInstituteofTechnologY，Harbin150001，China；2．NationalKeyLaboratoryforPrecisionHot-MachineryCorporation，BeOi

5、ng100076，China)Abstract：Electromagneticriveting(EMR)isanewtypeofrivetingprocess，whichisobviouslysuperiortothetradi—tionalrivetingtechniqueinrivetingofhighstrengthrivetandcompositesstructure．Electromagneticrivetingprecastaperturematchingtestswerecarriedoutfortitan

6、iumalloyrivetswiththediameterof04．05and06mm．thereasonableborediametersofO4．1，05．2，and06．2／06．3rnrnweregot．Theshearstrengthandmicrostructurearelittledis—tinctionbetweenpneumaticrivetingandelectromagneticrivetingforsmallerdiameterrivets(04，05mm)，whileinre—spectofla

7、gerdiameter(06mm)titaniumalloyrivet，pneumaticrivetingisfarworsethanelectromagneticriveting．Electromagneticrivetingcanhighlyenhancetherivetingqualityoftitaniumalloyrivetincarbonfibersstructure，andtheprobabilityofcrackingisonly0．5．Keywords：titaniumalloyrivet；electr

8、omagneticriveting；carbonfibers；microstructure随着国内航天产品对结构强度和重量控制要求电磁铆接成形仅需一次铆接即可将铆钉成形到的大幅度提高，箭体结构铆接部段的强度、承载能所需尺寸，相对于传统气铆而言，极大的提高了铆力以及轻量化要求也日趋严峻l1屯]。碳纤维蒙皮框桁钉的成形性能和铆接效率。早在2O世纪60年代末，结构和钛合金铆钉可以有效的提升箭体强度、大幅美国波音公司为解决气铆存在的问题率先开展电磁度减轻箭体重量，势必要逐步应用于航天产品铆接技术的研究，由SchmittHA等l_

9、6]经过几年的中[3]。然而，O4和O5mm钛合金铆钉气动锤击需努力，研制成功电磁铆接设备，可实现大直径钛合金铆钉的一次成形。7O年代初，俄罗斯伏尔加航空6～8次才能成形，而O6mm钛铆钉气动锤击10次工艺研究院对钛合金铆钉电磁铆接工艺进行了大量以上铆钉墩头质量仍不满足铆接通用技术条件，而的研究，将该项技术用于IL-