电磁铆接干涉量理论分析及工艺试验研究

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1、学校代号10532学号S150200254分类号TG391密级公开硕士学位论文电磁铆接干涉量理论分析及工艺试验研究学位申请人姓名罗通培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称李光耀教授学科专业机械工程研究方向电磁铆接论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S150200254密级：公开湖南大学硕士学位论文电磁铆接干涉量理论分析及工艺试验研究学位申请人姓名：罗通导师姓名及职称：李光耀教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年5月20日论文答辩日期：2018年5月24日答辩委员会主席：程军圣教授StudyonEl

2、ectromagneticRivetingInterferenceQuantityTheoreticalAnalysisandProcessTestbyLUOTongB.E.（Hunanuniversity）2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIGua

3、ngyaoMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：2018年5月28日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全

4、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：2018年5月28日导师签名：日期：2018年5月28日I电磁铆接干涉量理论分析及工艺试验研究摘要电磁铆接是在电磁成形基础上发展起来的一种新型连接技术，现被广泛应用于航空和汽车等领域。与传统铆接相比，电磁铆接具有成形快、质量稳定、噪声小等优点，由于其冲击能量高，故可以使大直径铆钉完成铆接。本文从理论的角度出发，主要研究了电磁铆接过程中的感应电流、铆接冲

5、击力，并将其作为铆钉变形边界条件求解了铆钉的钉杆变形及应力状态，得到了铆接试件干涉量沿轴向的分布规律，最后结合理论推导对铆钉工艺进行改进，探索了双头铆接的可行性。本文首先从电磁铆接原理出发，将电磁铆接线圈简化为双线圈模型，为了降低计算误差，驱动片被视为五个独立的圆环线圈，引入电感计算公式对线圈的自感和互感分别进行计算，将其代入电压平衡方程中得到驱动片上的感应电流，根据安培定律得到了铆接冲击力。计算结果表明，驱动片上电流分布不均，半径的一半区域感应电流最小，而与其相邻的区域感应电流最大，感应电流规律与放电设备电流规律一致，得到的铆接冲击力近似呈正弦曲线

6、规律，使用传感器对冲击力测量得到的规律与理论基本一致。为了得到电磁铆接试件的干涉量，本文从应力波的角度出发，分析了应力波在一维模型和空间轴对称模型的传播，结合应力波的基础理论将电磁冲击力代入得到了铆钉的边界条件，并根据动态载荷下的厚壁圆筒理论计算了铆钉质点径向位移规律，根据体积不变原理和上界法得到了铆钉的径向位移和应力表达式，最终求出干涉量沿轴向分布的规律并用实验加以验证。计算和实验结果表明，干涉量沿轴向分布不均匀，离撞击端面近干涉量更大。根据干涉量在铆钉分布不均匀的缺陷，本文对电磁铆接工艺进行了改进，设计了电磁双头铆接的准静态和电磁装置。从铆接件的

7、拉伸、剪切和疲劳性能上对三种铆接试件进行了分析，比较了三种铆接方式的铆钉干涉量沿轴向分布，通过金相实验观察了两种双头铆接的微观结构。实验结果表明准静态双头铆接在实验过程中存在明显的屈曲现象，在性能上没有明显提升，而电磁双头铆接的性能稍高于电磁单头铆接，且在干涉量分布上相对均匀，这对电磁双头铆接的应用具有重大意义。关键词：电磁铆接；电磁冲击力；应力波；干涉量；双头铆接II硕士学位论文AbstractElectromagneticrivetingisanewtypeofconnectiontechnologydevelopedonthebasisofel

8、ectromagneticforming,itiswidelyusedinthefieldsofaviati