運載火箭艙段廣泛使用主要連接方式之一是鉚接,鉚接具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、裝配過程簡單、連接強度穩(wěn)定可靠、檢查和排除故障容易等技術(shù)特點,適用于各種金屬和非金屬材料之間較復(fù)雜結(jié)構(gòu)的連接。目前,雖然手工鉚接能夠基本滿足產(chǎn)品研制需求,但勞動強度大,鉚釘加工硬化嚴重,鉚釘鐓頭易開裂,釘桿不易形成干涉量,鉚釘鐓頭成形一致性較低,鉚接質(zhì)量的穩(wěn)定性不易控制。電磁鉚接的鉚接力主要由放電參數(shù)控制,鉚釘鐓頭成形的一致性好,電磁鉚接開槍一次鉚釘即完成變形,不需要連續(xù)的錘擊,鉚接產(chǎn)生的噪聲持續(xù)時間比氣動鉚接短。對于厚夾層材料的鉚接,電磁鉚接仍然可以沿釘桿形成更加均勻的干涉量,能提高結(jié)構(gòu)抗載能力和抗疲勞性能。目前電磁鉚接設(shè)備配套的平鉚模適用性較差,在裝配過程中存在鉚模與產(chǎn)品多部位干涉的問題。針對鉚模與箭體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)干涉的問題,本文首先對鉚接部位、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式進行統(tǒng)計分析,確定出適宜的鉚模直徑和長度。選取不同錐度的鉚模進行力學(xué)性能試驗,從鉚接接頭的釘桿干涉量、剪切載荷和拉脫載荷等質(zhì)量進行評價,并與現(xiàn)有的壓鉚和氣動鉚接接頭進行質(zhì)量對比。研究結(jié)果表明,隨著鉚模錐度的增加,干涉量呈現(xiàn)減小的趨勢,鉚模錐度越小,釘桿受軸向載荷越大,中心材料變形越大。隨著鉚模錐度的增加,剪切載荷呈現(xiàn)減小趨勢,較小的鉚模錐度對鉚接質(zhì)量有益。隨著鉚模錐度增加,電磁鉚接接頭抗拉脫載荷逐漸提高,較大的鉚模錐度對鉚接抗拉脫性能有益。壓鉚接頭抗拉脫載荷最高,氣動鉚接與電磁鉚接基本相當(dāng)。對電磁鉚接件剖切后進行微觀金相組織分析,分析得出錐形鉚模電磁鉚接鐓頭組織主要分為三個區(qū)域:難變形區(qū)、變形區(qū)和寬化的絕熱剪切區(qū)。與平鉚模鉚接鐓頭相比,錐形鉚成頭雖仍呈現(xiàn)絕熱剪切帶,但剪切帶區(qū)域?qū)捇?此區(qū)域變形極大放緩,剪切裂紋產(chǎn)生的趨勢減弱。利用ABAQUS對不同鉚模下鉚釘?shù)膭討B(tài)變形過程進行了數(shù)值模擬,研究結(jié)果表明,當(dāng)鉚模錐角在40°~180°變化時,鉚模錐度越小,釘桿材料越容易被擠入釘孔,從而在鉚釘與孔壁間形成更大的干涉量,有利于提高接頭的疲勞壽命。隨著鉚模角度增加,鉚腔直徑增大,增加了材料的徑向流動,減小了對夾層材料的擠壓。數(shù)值模擬結(jié)果與力學(xué)試驗結(jié)果的規(guī)律基本一致。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG938
【部分圖文】：

鉚釘孔內(nèi)放入鉚釘后鉚接，如圖 1-1 所示。五十年代鉚接結(jié)的，而近幾十年來國內(nèi)外出現(xiàn)了大量的新型連接件，如環(huán)合金鉚釘、無頭鉚釘?shù)�。鉚接工藝方法按所用工具可以分錘鉚、壓鉚、環(huán)槽鉚釘鉚接、螺紋空心鉚接、干涉配合鉚有雙面鉚接和單面鉚接兩種形式，僅在鉚釘類型有所區(qū)別釘，由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低，連接可靠，應(yīng)用量最大。單鉚釘結(jié)構(gòu)特殊，價格一般較為昂貴，主要用于非開敞結(jié)構(gòu)較少。

電磁鉚接[4]的工作原理如圖1-2所示，電磁鉚接主要由充電和放電回路組成[5]。當(dāng)充電開關(guān)閉合后，充電回路開始對電容器組進行充電，電能存儲在電容器組中。電容器組充電完成后，充電開關(guān)斷開，完成充電過程。當(dāng)放電開關(guān)5閉合后，初級線圈7通過一快速變化的脈沖大電流，并在其周圍產(chǎn)生強磁場。強磁場使驅(qū)動片8

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文制的小型電磁鉚槍[33]。90 年代后期，武漢理工大先后研制出了 WG-1、WG-2 電磁成形機[34]。200鉚接成形工藝進行了研究，通過試驗得出了不同合理的放電參數(shù)范圍[35]。

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1 武衛(wèi)莉;陳U

本文編號：2808499