CFRP/Al四钉铆接接头性能研究

碳纤维复合材料（CFRP）作为一种新型轻质材料,与金属的连接问题备受关注.本文设计了CFRP/Al四钉铆接接头试样结构,通过试验与仿真对比,观察单搭接接头和T型连接接头的失效形式、位移-载荷曲线,验证接头三维累计损伤有限元模型的有效性.通过仿真比较不同接头尺寸对四钉接头力学性能的影响.结果表明,在一定范围内,铆钉直径越大,剥离强度越大,铆钉直径为5 mm时,剪切强度最大;铆钉排距为25 mm时,剪切强度最高,剥离强度会随着排距的增加而增大;铆钉列距越大,剥离强度越大,当列距为15 mm时,剪切强度达到最大值.因此,铆接方式能够有效解决CFRP和铝合金的连接问题,并且选择合适的接头尺寸可以提升接头的力学性能.     

2A10铝合金气动锤铆机理与试验研究

为提高铆接工艺质量,通过自主搭建的气动锤铆试验平台,以2A10铝合金半圆头铆钉为研究对象,探究气动锤铆动态塑性变形的铆接干涉量和铆接头剪切强度随铆接时间的变化规律,进一步分析铆钉镦头的微观组织结构(变形纹理、晶粒晶界).研究结果表明:铆钉镦粗变形后,干涉量沿着铆钉钉杆呈现不均匀分布,本次试验得到的干涉量的合理范围是5%～7%,铆接试样均是铆钉在两连接板处被剪切破坏;镦头的主要变形都集中在主次剪切带上,剪切带宽度约200μm,剪切带附近的晶粒被拉伸成细条状.     

铆钉元件纯剪切失效特性研究

利用万能材料试验机开展了铆钉元件的纯剪切失效试验研究,得到铆钉的失效载荷与失效模式;并基于ABAQUS软件建立考虑压铆过程残余应力场的铆钉纯剪切失效有限元分析模型,通过与试验及理论计算结果的对比验证有限元模型的准确性。压铆过程形成的残余应力场对铆钉元件的剪切强度具有明显的强化效应。不考虑残余应力场时,铆钉元件的剪切失效载荷相比试验结果误差更大,达到13.50%。因此,在机械连接结构失效仿真分析中必须考虑残余应力场的影响。     

碳纤维复合材料胶铆接头静态拉伸和循环拉伸失效行为

对碳纤维复合材料(CFRP)的胶接、铆接、胶铆混合接头进行静态拉伸和循环拉伸疲劳实验,对3类接头的连接强度及失效行为进行分析,预测该接头达到106循环次数时的载荷水平。对胶铆接头中胶接和铆接的贡献进行讨论,分析拉-拉疲劳失效过程中CFRP层合板、胶层、铆钉的相互作用。对3类接头在静态拉伸和循环拉伸下的失效机制进行了总结,提出3种改善铆接强度的方案。结果表明：胶接对胶铆混合接头强度起决定性作用,铆接对接头起到“二次保护”的作用;所研究的CFRP胶铆混合接头,在80%、65%、55%、45%静态最大载荷水平下的疲劳寿命分别为8 174、22 568、95 014、331 916次。在37.1%的载荷水平下该接头的拉-拉疲劳寿命可达10⁶次;铆钉孔的开裂是CFRP铆接及胶铆混合接头的主要失效形式,在铆出侧增加垫片与在铆钉孔表面涂敷结构胶2种方法可提高铆接强度30%左右。     

非平衡刚度胶-铆混合连接接头特性及失效机制

为解决汽车轻量化中混合材料车身的异质材料连接问题,研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）与铝合金非平衡刚度四钉压铆-胶接混合连接接头力学性能及失效机制.基于重导入和预定义场技术,建立了CFRP/Al非平衡刚度混合连接接头的非线性有限元分析模型,据此对混合连接压铆、回弹及拉伸载荷渐进失效机制进行仿真;对混合连接与单一连接力学性能和失效形式进行了对比分析.结果表明,所提出的建模方法能够同时考虑铆接成型过程和混合连接工艺顺序对混合接头连接特性的影响,混合连接最大载荷及能量吸收预测误差分别为2.3%、5.2%,具有较高的性能预测精度;铆接在失效初期对胶接具有加强作用,失效形式为先胶层失效后铝板拉伸失效,仿真与试验结果较为一致.      

冲压连接接头拉剪强度的有限元分析

本文针对冲压连接接头拉剪强度的数值模拟方法进行研究。对0.7 mm低碳钢 0.7 mm低碳钢以及 1 mm低碳钢 1 mm低碳钢板冲压连接接头的剪切拉伸过程建立有限元模型,采用数值模拟的方法分析了冲压连接接头的拉剪强度及失效形式。并且通过试验过程验证有限元模拟结果的可靠性。在确定有限元模型可靠的情况下,分析了冲压连接接头处的网格尺寸以及冲压连接接头的嵌入值对冲压连接接头的影响。研究结果表明：有限元模拟结果与试验结果吻合良好;合适的网格尺寸能够在优化计算时间的同时得到可靠的计算结果;冲压连接接头的拉剪强度受上板嵌入值影响。     

环槽铆钉在沥青拌和站振动筛中的应用

环槽铆钉的冷铆连接方式有效地解决了传统振动筛中紧固件松动脱落损坏等引起的问题,下面主要对环槽铆钉的原理,使用方法,安装工具等一些内容做了介绍,并对沥青拌和站振动筛中传统紧固件及环槽铆钉在性能、零部件加工、维修、使用成本等方面进行一些简单对比。环槽铆钉又名哈克钉,用于两个零部件之间的铆接。一般来说由铆钉杆和钉套两个部件组成。铆钉头按形式可分为圆头型、平头型、沉头型等,套环有标准型和法兰等形式。主要材质有钢制、铝质、合金钢、不锈钢等。铆钉直径从3/16到11/8不等,铆接厚度可达到150mm左右。整个环槽铆钉工作系统除铆钉杆和钉套外还需加配液压泵站、高压油管、铆枪以及根据要求     

混凝土拉、压强度尺寸效应的研究

分析了混凝土复合剪切强度的尺寸效应，建立了反映截面尺寸影响的混凝土拉、压剪强度的相关关系式及相应的尺寸效应计算公式。研究表明，混凝土复合剪切强度随剪切方向截面边长的增加而降低，且随尺寸的增加，强度的降低呈减缓的趋势，而轴压比对尺寸效应的影响较小。     

压铆连接成形原理在模具设计中的应用

阐明压铆连接成形原理及其工艺过程,并以洗衣机铝箱体压铆模具设计为例,详细阐述了压铆连接成形原理在模具设计中的应用,解决了点焊技术无法焊接的材料之间相互连接问题.     

循环荷载作用下新型钢筋套筒灌浆连接结构性能

为降低钢筋连接成本,利用普通无缝钢管通过冷滚压工艺加工了一种新型钢筋连接用灌浆套筒,并制作了12个钢筋连接接头试件,通过反复拉压试验及单向拉伸试验研究其连接结构性能.结果表明,该连接能够满足JGJ107-2010规定的强度及变形要求;接头经过反复拉压循环加载后,钢筋极限黏结强度较直接拉伸试件约降低10%;由于套筒的约束作用,钢筋套筒灌浆连接残余黏结强度大于极限抗拉强度的50%;套筒每端内壁环肋数量不宜少于3道,并应根据接头承载力要求的提高而适当增加.