钛合金铆接构件干涉量检测适用性研究及夹具的优化设计

【类型】学位论文

【作者】符文科 

【关键词】 飞机装配,干涉量,干涉配合,逆向建模,铆接夹具

【摘要】在现代飞机制造中,铆接是飞机中必不可少重要环节,而干涉配合铆接工艺和钛合金铆钉的应用是实现飞机高可靠性、长寿命和轻量化的重要途径之一。干涉量和铆接成形后铆接构件的残余应力是衡量飞机装配质量的量化参数;本文以钛合金铆接构件普通干涉配合为研究方式,以理论分析、有限元数值模拟为手段,从影响飞机性能的量化参数干涉量为契入点,以优化铆接构件的干涉量检测方法为主线,旨在提高飞机的装配质量和效率进而提高飞机产品的性能。本文以弹塑性力学知识为基础,根据已提出的铆接构件干涉量的计算方法,通过数值计算(通过有限元后处理检测镦头轮廓参数计算铆接构件的干涉量)和有限元模拟(通过有限元后处理采集镦头轮廓数据点拟合镦头轮廓曲线获得铆接构件的干涉量)来验证钛合金沉头铆钉检测方法的适用性;在此研究思路上结合实际生产情况和铆接变形的动态过程,总结干涉配合铆接的不足之处,以镦头轮廓数据点云为基础,CATIA逆向工程为手段,对铆接夹具进行逆向建模的过程。结果表明:(1)铆钉杆完全充盈在夹层件的钉孔间隙中,一定程度上克服了钛合金铆钉冷塑性差、应变率敏感、屈强比高、成形困难和铆接过程中种种因素而造成的铆钉钉杆偏移、墩头形状和尺寸不合格的现象。(2)铆接构件干涉量的均匀度显著提高,构件的残余应力分布均匀合理,大大提高铆接的装配质量,有益于提高结构件的疲劳寿命。(3)得出了铆接构件干涉量的评估手段,克服了传统干涉量检测的工序繁琐,效率低,误差大等缺点,为实现飞机装配效率和质量的提高提供重要技术依据,对于飞机的批量化生产有着重要的意义。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】中北大学

【学位授予年度】2017

【导师姓名】马贵春

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