飞机装配铆接中的力学性能分析及仿真研究

摘要

自动钻铆技术在现代飞机装配中占非常重要的一部分，而铆接的质量又直接影响飞机结构的强度及疲劳寿命，基于当前铆接工艺和铆接材料的研究，如何在保证最优铆接质量的前提下，选择更合适的铆接力和铆接材料是本文的主要研究内容。 本论文主要以飞机自动钻铆条件下的铆接过程作为研究对象，分析了铆接工艺过程及铆接质量的影响因素；结合弹塑性理论，对压铆过程的变形情况进行分段受力分析，并采用解析法给出压铆力和铆接板受应力及孔板变形量的数学表达式。 采用ABAQUS软件对钉杆直径为5mm的铝合金2A10的压铆过程进行仿真分析，重点给出了施加载荷过程的铆钉及孔板的应力及位移变化情况，及回弹阶段位移变化情况分析。依据该模型给出不同外载荷的上铆接板轴向位移图和孔径膨胀图，得出不同载荷下的翘曲规律，并根据墩头尺寸和干涉量形成情况，得到该条件下获得最佳铆接质量的压铆力范围。 通过建立两种不同的加载模型，研究材料对铆接质量的影响，当控制外载荷时，铆钉材料的强度极限主要决定墩头的尺寸，并且刚度小的材料形成的墩头直径更大，其次影响铆接质量的为上铆接板的材料。而相同条件下，使用层状金属材料时所需压铆力更小。当控制墩头高度时，外载荷的大小决定的墩头尺寸和干涉量，并且上铆接板的厚度对铆接质量有较大影响，当上板与下板厚度相当或上板更厚时，形成的干涉量更均匀。

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的目的和意义

1.4 本文研究的主要内容

第2章 铆接工艺及压铆过程计算

2.1 铆接工艺

2.2 自动钻铆工艺对铆接质量的影响

2.3 压铆变形分析

2.4 铆接过程力学分析

2.5 本章小结

第3章 铆接过程的有限元仿真分析

3.1 有限元介绍

3.2 有限元分析

3.3 不同载荷对变形的影响分析

3.4 本章小结

第4章 材料对铆接变形的影响及铆接质量评估

4.1 铆接常用材料

4.2 铆接材料对铆接质量的影响

4.3 叠层材料铆接仿真

4.4 相同材料的铆接质量评估

4.5 本章小结

第5章 结论

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

硕士期间发表论文及参加科研情况

发表论文

科研项目

致谢

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