无头铆钉压铆工艺参数多目标优化

发布时间：2021-02-17 13:51

　　随着当代大飞机航空事业的迅猛发展,飞机飞行过程时的安全性和可靠性越来越受到重视,而飞机壁板的装配连接质量便是其中的重要一环。无头铆钉在铆接过程中可与钉孔之间形成可靠、均匀的干涉配合,能够有效延长连接结构的疲劳寿命,被广泛应用于各类军用和民用飞机装配当中。但是,因其独特的结构,无头铆钉在铆接时必须使用自动钻铆设备,而国内鲜有自主研发的自动钻铆设备,因此对于无头铆钉的各项研究还处于起步阶段。为了配合大飞机先进装配技术中对无头铆钉的急切需求,本文基于浙江大学研制的卧式双机联合自动钻铆系统,对无头铆钉的压铆过程参数进行多目标优化,旨在提供一套切实可行的最优铆接参数选择方案。首先,本文介绍了项目研究的背景意义,并综合比较普通铆接与无头铆钉铆接技术的国内外研究现状,说明进行无头铆钉铆接工艺参数优化的必要性,同时也分析了目前自动钻铆技术的发展情况,指出无头铆钉干涉连接技术尚待探究的地方,由此引出本文的研究内容。主要的研究方法为结合有限元仿真、拟合和试验,对压铆工艺参数进行多目标优化。其次,本文结合参数化和模块化的思想,构建三维四分有限元基准模型,并通过试验验证仿真模型的准确性和有效性,为后续研究内容... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２壁板铆接变形影响因素分析１１４）??

刘永胜ｍ等人为了探究铆接件破坏方式与铆钉几何参数的固有关??系，对拉伸载荷下铆钉接头部分的应力分布进行了理论与试验相结合的分析，发??现合理地控制铆接接头的锥度可以增强铆接件的抗拉能力，下图１－３为拉伸试验??件的断裂破坏情况。常正平［２１１等人为尽可能抑制飞机薄壁件铆接部位的破坏，针??对被连接件之间的接合面分析了其应力应变的分布情况，发现当接合面的压缩应??力范围较大时，薄壁件的抗破坏和抗疲劳能力也就越强。??（ａ）铆钉断裂?（ｂ）铆钉被拉出??图１－３拉伸试验件断裂破坏情况图１２Ｇｉ??（３）普通铆钉铆接结构疲劳寿命分析??飞机中的铆接部位是应力集中最为严重的地方，铆接结构疲劳失效将直接影??响飞机行驶时的安全性，因此对疲劳寿命的预估尤为重要。张君男［２２］等人结合了??有限元仿真和损伤力学两种方法，在有限元中的材料子程序中建立了损伤材料模??型，引入了损伤场的演化影响，然后基于损伤力学对飞机蒙皮上易产生疲劳裂纹??的区域进行了寿命预估。另一方面

除了铆钉的变形之外，铆接件的变形也至关重要，Ｇａｓｓｅｒ％等人对有单个和??多个铆钉的小型板件组件的紧固过程进行了详细研究，分别建立了静态和显示的??有限元模型，发现不同的工艺参数对板件变形的改善有着重要的作用，下图１－４??便是小板件铆接时的实验图。??５??

【参考文献】：
期刊论文
[1]壁板铆接变形分析及铆接顺序规划研究[J]. 王仲奇,张津铭,常正平,景泽旺,王志敏,罗群.  航空制造技术. 2017(22)
[2]锪窝及凹模对无头铆钉电磁铆接变形的影响[J]. 陈如明,范治松,黄伍平,邓将华.  塑性工程学报. 2017(05)
[3]飞机壁板自动钻铆机气动送钉技术[J]. 蒋君侠,张启祥,朱伟东.  航空学报. 2018(01)
[4]外伸量对无头铆钉电磁铆接变形的影响[J]. 刘恩洋,范治松,黄伍平,邓将华.  精密成形工程. 2017(01)
[5]飞机薄壁件铆接过程变形分析与数值模拟[J]. 常正平,王仲奇,李诚,郭飞燕,杨元,康永刚.  航空制造技术. 2016(07)
[6]飞机数字化装配自动钻铆技术及其发展[J]. 陈修强,田卫军,薛红前.  航空制造技术. 2016(05)
[7]求解多目标优化问题的若干算法概述[J]. 孟小丁.  信息通信. 2015(07)
[8]大型飞机壁板无头铆钉干涉连接技术[J]. 王仲奇,常正平,郭飞燕,康永刚,李晖,罗群,刘博峰.  航空制造技术. 2015(04)
[9]基于损伤力学方法的铆接结构疲劳寿命预估[J]. 张君男,殷之平,黄其青,屈展,李国峰.  应用力学学报. 2013(05)
[10]无头铆钉自动钻铆工艺试验研究[J]. 刘连喜,李西宁,王仲奇,李卫平.  西北工业大学学报. 2013(01)

博士论文
[1]无头铆钉干涉连接工艺研究及铆模结构优化[D]. 雷昌毅.浙江大学 2018

硕士论文
[1]自动钻铆机刚度及其对铆接质量的影响研究[D]. 赵泽.浙江大学 2018
[2]自动压铆过程中铆接头变形对铆接质量的影响研究[D]. 李恒.浙江大学 2018



本文编号：3038078