邢保英
,
何晓聪
,
唐勇
,
许静楠
,
曾凯
材料导报
对自冲铆接头进行静力学试验,观察和分析力学性能的差异和失效形式.用ANSYS/LS-DYNA模拟铆接过程中各个阶段材料的流向分布,观察自冲铆成形过程.以5052铝合金自冲铆接头为金相实验对象,采用阳极化制膜进行制样,微分干涉相衬法对其进行组织形态和流向观察分析,验证模拟结果,从微观角度分析自冲铆的成形机理及对接头力学性能的影响.
关键词:
自冲铆
,
5052铝合金
,
有限元模拟
,
微分干涉相衬法
,
材料流动
卢毅
,
何晓聪
,
王医锋
,
刘福龙
,
张越
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.10.028
对钢-钛自冲铆接头进行局部热处理,并对已热处理和未热处理的接头进行拉剪实验,对比分析局部热处理对钢-钛自冲铆接头的静强度、能量吸收、失效模式和失效机理的影响.结果表明:淬火对钢-钛自冲铆接头的静强度有很大提高作用,对其能量吸收有减小作用;未淬火的钢-钛自冲铆接头失效模式为上板与铆钉分离且上板被撕裂,上板的断口形貌为典型韧性断裂特征;淬火后的钢-钛自冲铆接头失效模式为上板与铆钉分离且铆钉被拉断,铆钉的断口形貌为典型的沿晶断裂特征.
关键词:
自冲铆
,
钛合金
,
热处理
,
拉剪实验
,
断口形貌
卢毅
,
何晓聪
,
王医锋
,
刘福龙
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.03.018
为研究钛合金异种材料单搭自冲铆接头的力学性能,本文使用接头剖面直观检测法分析了四种铆接接头的成形质量,先后对铜-钛合金接头(H62-TA1接头)和钛-铝合金接头(TA1-AA5052接头)进行准静态力学性能测试,得到了两种接头的载荷-位移曲线.采用狄克逊准则剔除异常值,并通过变差系数法验证了试验数据的可靠性.研究结果表明:H62-TA1接头质量优于TA1-H62接头,TA1-AA5052接头质量优于AA5052-TA1接头;H62-TA1接头强度(5 177.8 N)高于TA1-AA5052接头(4 296.9 N),H62-TA1接头能量吸收值(21.9 J)大于TA1-AA5052接头(10.2 J);H62-TA1接头失效模式为铆钉拉出失效,TA1-AA5052接头失效模式为下板拉断失效.
关键词:
自冲铆
,
单搭接头
,
钛合金
,
准静态力学性能
,
失效模式
卢毅
,
何晓聪
,
王医锋
,
邢保英
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.008
对工业纯钛自冲铆接头整体进行去应力退火和淬火处理,并对未热处理和热处理后的接头进行静拉伸试验,对比分析热处理工艺对接头的力学性能及失效机理的影响.结果表明:两种热处理工艺可以提高工业纯钛自冲铆接头的静强度,去应力退火可以提高接头的静态能量吸收能力,淬火对接头的静态能量吸收能力几乎没有影响;三种接头的失效模式都为铆钉被拉出或拉断,且未热处理的接头的铆钉断口呈现为沿晶脆性断裂特征,去应力退火后的接头的铆钉断口呈现为韧性断裂特征,淬火处理后接头的铆钉断口呈现为准解理断裂特征;去应力退火为工业纯钛自冲铆接头较优的热处理工艺.
关键词:
自冲铆
,
工业纯钛
,
热处理
,
拉伸试验
,
断口分析
赵伦
,
何晓聪
,
张先炼
,
张龙
,
高爱凤
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.06.015
选择4组轻合金自冲铆进行疲劳实验,用扫描电子显微镜和能谱仪对其断口进行微动磨损机理分析,并系统地研究了接头疲劳寿命和失效形式的影响因素.结果表明,下板与钉腿区的微动磨损是导致下板沿纽扣断裂和铆钉断裂的主要原因,两板间的微动磨损是导致上板靠钉头断裂的主要原因;微动磨屑主要成分为金属板材氧化物,并对微动磨损起缓冲作用.增加板厚可提高接头疲劳寿命,且疲劳载荷较大时寿命提高更为显著;增加板强可提高接头疲劳寿命,且寿命提高程度受疲劳载荷影响较小.增加板厚使失效形式从上板断裂变为下板断裂,增加板强使失效形式从板材断裂变为铆钉断裂.
关键词:
轻合金
,
自冲铆
,
微动磨损
,
疲劳寿命
,
疲劳失效形式
程强
,
何晓聪
,
张先炼
,
卢毅
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.01.015
为探究1420铝锂合金自冲铆接头的力学性能,本文采用自冲铆连接设备对1420铝锂合金(AL1 420)同种及其与铜合金(H62)异种板材组合进行铆接,并通过拉伸-剪切试验测试接头的力学性能,运用SPSS数据分析软件对接头的最大载荷和最大位移量进行分析.结果表明:AL1420-AL1420和AL1420-H62两种接头的失效形式皆为铆钉从下板拉脱,铆钉头与上板接触区域出现不同程度撕裂;H62-AL1420接头除铆钉从下板拉脱,铆钉头与下板接触区域仅出现凹陷.AL1420-AL1420接头最大载荷最高(6 026.8 N),能量吸收性能最好(16.84 J).对于异种板材组合,H62-AL1420接头的最大载荷(5 304.0 N)大于AL1420-H62接头(5229.3 N),AL1420-H62接头的能量吸收值(16.79 J)大于H62-AL1420接头(15.08 J),异种板材铆接时则优先采用能量吸收性能较好的AL1420-H62搭接形式.
关键词:
自冲铆
,
工艺参数
,
1420铝锂合金
,
失效形式
,
能量吸收
张先炼
,
何晓聪
,
程强
,
赵伦
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.02.012
为研究铆钉数量及铆钉间距对自冲铆接头性能的影响,首先采用数值模拟和试验的方式优化了铆接参数,制备了三组不同形式接头;基于拉伸-剪切实验研究了各组接头的静力学性能及其失效形式;并运用MATLAB 2014b用户自定义开发平台精确计算出各组接头的能量吸收值.结果表明:数值模拟结果与实验具有良好的一致性;单铆钉接头失效形式为铆钉从下板完全拉出,双铆钉接头失效形式为板材断裂失效;双铆钉接头性能明显优于单铆钉接头,而铆钉间距对接头静失效载荷和能量吸收性能的影响较小.
关键词:
自冲铆
,
数值模拟
,
失效形式
,
静失效载荷
,
能量吸收
张先炼
,
何晓聪
,
程强
,
卢毅
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.02.017
以1420铝锂合金(AL1420)为载体制备其同质及其与H62铜合金(H62)、Q215镀锌钢(Q215)和TA1工业纯钛(rAl)异质单搭自冲铆接头.通过静力学试验分析各种接头的静失效载荷及能量吸收性能;就其失效模式分析推断其宏观失效机理.结果表明:TA1-AL1420接头静失效载荷最高,Q215-AL1420接头能量吸收性能最强;除TA1-AL1420接头外,其余各组接头失效位移呈现出的大小规律与能量吸收值的高低规律一致.当上下板材屈服强度相差不大时,接头的失效模式均为下板与铆钉分离;相差较大时,主要以屈服强度较低板断裂失效.
关键词:
自冲铆
,
铝锂合金
,
静失效载荷
,
能量吸收
程强
,
何晓聪
,
张先炼
,
邢保英
,
王玉奇
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.02.010
为探究自冲铆接技术与粘接技术的结合性能,本文对8090铝锂合金及5052铝合金两种材料的同种组合分别使用3 M-DP100PLUS和3M-DP100两种胶黏剂进行粘接后再采用自冲铆技术铆接的组合连接方式制备单搭自冲铆-粘接接头,并通过静力学拉伸-剪切试验测试接头的强度.对结果分析表明:胶黏剂的黏度对自冲铆接头的成形质量和强度影响很大,对接头的能量吸收的影响很小.选用合适的胶黏剂是可以更好地实现两种连接技术结合的.
关键词:
8090铝锂合金
,
5052铝合金
,
自冲铆
,
粘接
,
能量吸收
赵伦
,
何晓聪
,
张先炼
,
张龙
,
程强
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.02.016
对TA1钛合金单搭自冲铆接头进行疲劳实验研究接头失效形式;用扫描电子显微镜和X射线能谱线扫描研究铆钉各部位微动磨损程度的差异和接头微动磨损机理;采用威布尔分布验证数据有效性.结果表明:接头疲劳失效形式主要为上板断裂,高周疲劳均为上板断裂,低周疲劳为上下板混合断裂;微动磨屑包含氧、钛、锌和锡元素,铆钉头部微动磨损程度高于铆钉腿部.微动磨损区出现严重脱层、微动磨屑堆积和微裂纹萌生等现象,随着微动磨损及剪切力共同作用导致接头断口部位出现大量微裂纹并逐步沿深度和宽度方向扩展为宏观裂纹,最终导致接头疲劳失效.
关键词:
TA1钛合金
,
自冲铆
,
微动磨损
