本文關(guān)鍵詞：電磁鉚接鉚釘變形及鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：飛行器的鉚接部位易發(fā)生疲勞破壞，適當(dāng)?shù)母缮媪磕苡行岣咩T接件的疲勞壽命。電磁鉚接由于其成形速率高，沿桿形成均勻的干涉量，容許形成較大的干涉配合，但采用平鉚模鉚接后達不到最佳干涉量，因此有必要對電磁鉚接鉚釘變形及鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行研究，以提高鉚接件的疲勞壽命。 針對電磁鉚接鉚釘變形方式，首先對應(yīng)力波在細長桿中的傳播規(guī)律進行分析，對一端固定一端加載以及兩端同時加載時應(yīng)力波在細長桿中傳播的數(shù)學(xué)模型進行了推導(dǎo)。其次對鉚釘在電磁鉚接過程中的應(yīng)力狀態(tài)進行理論分析，應(yīng)用主應(yīng)力法建立了各個階段鉚接力的計算公式，，為實際鉚接中鉚接力的選擇提供了理論依據(jù)。 利用Abaqus軟件對電磁鉚接過程進行數(shù)值模擬，對鉚釘?shù)膭討B(tài)變形過程進行分析，得到了鉚釘?shù)刃苄詰?yīng)力應(yīng)變隨時間的變化規(guī)律，以及鉚接完成后剪應(yīng)力和殘余應(yīng)力的分布狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上通過改變鉚模圓角以及鉚模傾角，分析了鉚模圓角、鉚模傾角對干涉量大小、殘余應(yīng)力大小及其分布、最大剪應(yīng)力、最大殘余拉應(yīng)力的影響，并利用Matlab對模擬數(shù)據(jù)進行二次擬合，得到了以上各個參數(shù)與鉚模圓角以及鉚模傾角之間的函數(shù)關(guān)系。利用Fe-safe軟件對鉚接件的疲勞壽命進行數(shù)值模擬，確定鉚接件疲勞壽命薄弱部位，并分析了殘余應(yīng)力對鉚接件疲勞壽命的影響，得到疲勞壽命隨殘余壓應(yīng)力的增大呈指數(shù)規(guī)律增大�；谄诜治鼋Y(jié)果以及最佳干涉量選取原則建立鉚接件質(zhì)量評估目標(biāo)函數(shù)，對鉚模結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。最后通過試驗對優(yōu)化結(jié)果進行驗證，結(jié)果表明采用所設(shè)計鉚模結(jié)構(gòu)能有效提高鉚接件疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：電磁鉚接 應(yīng)力波 數(shù)值模擬 鉚釘變形 鉚模結(jié)構(gòu) 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：V261.29;TH131.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外在該方向研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.2.1 國外電磁鉚接技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內(nèi)電磁鉚接技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 電磁鉚接數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 電磁鉚接工藝研究方法14-15
• 1.3.1 解析法14-15
• 1.3.2 試驗法15
• 1.3.3 數(shù)值模擬法15
• 1.4 主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 電磁鉚接鉚釘變形理論分析17-35
• 2.1 電磁鉚接鉚釘變形機理研究17-21
• 2.1.1 彈性波在細長桿中的傳播17-20
• 2.1.2 塑性波在細長桿中的傳播20-21
• 2.1.3 彈塑性波的相互影響21
• 2.2 細長桿中應(yīng)力波傳播的數(shù)學(xué)模型21-27
• 2.2.1 一端受沖擊力時應(yīng)力波傳播模型22-24
• 2.2.2 兩端受沖擊力時應(yīng)力波傳播模型24-26
• 2.2.3 受阻力時應(yīng)力波傳播模型26-27
• 2.3 電磁鉚接過程中鉚釘受力分析27-34
• 2.3.1 物理模型建立27
• 2.3.2 鉚釘變形階段劃分27-29
• 2.3.3 電磁鉚接鉚釘受力分析29-33
• 2.3.4 鉚接所需鉚接力實例計算33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 電磁鉚接過程的有限元分析35-46
• 3.1 有限元建模流程35
• 3.2 電磁鉚接有限元模型建立35-39
• 3.2.1 幾何模型建立35-36
• 3.2.2 材料屬性36-37
• 3.2.3 接觸摩擦37-38
• 3.2.4 網(wǎng)格劃分38-39
• 3.2.5 邊界及載荷處理39
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析39-45
• 3.3.1 電磁鉚接鉚釘成形動態(tài)分析39-40
• 3.3.2 電磁鉚接鉚釘變形分析40-43
• 3.3.3 電磁鉚接力分析43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化46-64
• 4.1 鉚接件疲勞壽命分析46-53
• 4.1.1 鉚接件靜力分析46-48
• 4.1.2 鉚接件疲勞分析48-51
• 4.1.3 殘余應(yīng)力對疲勞壽命的影響51-53
• 4.2 鉚模構(gòu)型對鉚接質(zhì)量的影響53-59
• 4.2.1 鉚模傾角對鉚接質(zhì)量的影響53-57
• 4.2.2 鉚模圓角對鉚接質(zhì)量的影響57-59
• 4.3 鉚模結(jié)構(gòu)優(yōu)化59-63
• 4.3.1 鉚模構(gòu)型與鉚接質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系59-62
• 4.3.2 鉚模結(jié)構(gòu)設(shè)計62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 電磁鉚接鉚模結(jié)構(gòu)試驗研究64-70
• 5.1 試驗設(shè)備及材料64-66
• 5.1.1 電磁鉚接設(shè)備及性能參數(shù)64
• 5.1.2 剪切拉脫試驗設(shè)備64-65
• 5.1.3 鉚釘鉚模參數(shù)65-66
• 5.2 不同鉚模結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果分析66-69
• 5.2.1 干涉量分析66-67
• 5.2.2 鉚接件剪切強度分析67-68
• 5.2.3 鉚接件抗拉強度分析68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75

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本文編號：312063