電磁鉚接

第1章 電磁鉚接概論

1．1 電磁鉚接原理及特點(diǎn)

1．1．1 電磁鉚接原理

1．1．2 電磁鉚接的特點(diǎn)

1．2 國(guó)內(nèi)外電磁鉚接研究及應(yīng)用狀況

1．2．1 國(guó)外電磁鉚接技術(shù)研究及應(yīng)用狀況

1．2．2 國(guó)內(nèi)電磁鉚接技術(shù)的發(fā)展

第2章 電磁鉚接理論

2．1 電磁鉚接的物理數(shù)學(xué)模型

2．1．1 放電回路分析

2．1．2 放大器輸入端應(yīng)力分析

2．2 電磁鉚接過(guò)程中的應(yīng)力波傳播過(guò)程

2．3 應(yīng)力波在放大器中傳播的數(shù)值分析

2．3．1 應(yīng)力波放大器的工作原理

2．3．2 應(yīng)力波放大器的放大效果

2．3．3 應(yīng)力波放大器的數(shù)值分析

2．3．4 結(jié)果與討論

2．4 鉚接力的影響因素分析

2．4．1 鉚接力的測(cè)試系統(tǒng)

2．4．2 鉚接力的測(cè)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2．4．3 鉚接力的測(cè)試結(jié)果

第3章 高速加載時(shí)鉚釘材料的變形

3．1 引言

3．2 傳統(tǒng)鉚接工藝方法

3．3 TB2-1鈦合金鉚釘?shù)你T接

3．3．1 TB2-1鈦合金鉚釘

3．3．2 TB2-1鈦合金鉚釘?shù)淖冃翁攸c(diǎn)

3．4 沖擊載荷下的絕熱剪切

3．5 加載速率對(duì)材料變形方式的影響

3．5．1 電磁鉚接的加載速率

3．5．2 不同加栽速率下的材料變形

第4章 電磁鉚接設(shè)備

4．1 引言

4．2 電磁鉚槍設(shè)計(jì)

4．2．1 電磁鉚槍結(jié)構(gòu)

4．2．2 減振系統(tǒng)力學(xué)機(jī)理

4．2．3 減振系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化

4．3 放電線圈

4．3．1 放電線圈結(jié)構(gòu)

4．3．2 放電線圈制造工藝

4．4 電磁鉚接設(shè)備控制系統(tǒng)

4．4．1 設(shè)備操作流程

4．4．2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

4．4．3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

4．4．4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4．4 ：5控制電路設(shè)計(jì)

第5章 低電壓電磁鉚接

5．1 引言

5．2 低電壓和高電壓電磁鉚接比較

5．2．1 高電壓電磁鉚接

5．2．2 低電壓電磁鉚接

5．3 低電壓電磁鉚接技術(shù)的發(fā)展

5．4 低電壓電磁鉚接用線圈

5．4．1 線圈工作條件分析

5．4．2 線圈參數(shù)模擬分析

……

第6章 基于電磁鉚接的理想干涉配合鉚接

第7章 干涉配合緊固件的應(yīng)力波安裝方法

第8章 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電磁鉚接

第9章 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電磁鉚接工藝參數(shù)

參考文獻(xiàn)2100433B

《電磁鉚接》基于作者近30年的研究成果，對(duì)電磁鉚接進(jìn)行了全面系統(tǒng)的闡述，重點(diǎn)涉及電磁鉚接機(jī)理、設(shè)備設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用。其中，作者結(jié)合大量的試驗(yàn)和模擬研究，詳細(xì)介紹了干涉配合緊固件安裝、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)電磁鉚接的關(guān)鍵技術(shù)和核心工藝參數(shù)優(yōu)化分析，對(duì)工程實(shí)踐具有較高參考價(jià)值，也是該書(shū)的重要貢獻(xiàn)之一。作者希望該書(shū)的內(nèi)容能對(duì)相關(guān)的研究和工程應(yīng)用提供有意義的指導(dǎo)，并為電磁鉚接的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

該書(shū)共分為9章。

第1章簡(jiǎn)略介紹了電磁鉚接原理和特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)其發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，突出了其在航空航天制造中特有的重要性。

第2章詳細(xì)介紹了電磁鉚接物理數(shù)學(xué)模型，對(duì)鉚接力產(chǎn)生機(jī)理和應(yīng)力波傳播過(guò)程進(jìn)行理論分析，最后結(jié)合試驗(yàn)評(píng)估了鉚接力的主要影響因素。

第3章以傳統(tǒng)鉚接成形作為參照，解釋了鉚釘材料高速成形機(jī)理，重點(diǎn)介紹了TB2-1鈦合金鉚釘?shù)碾姶陪T接成形機(jī)理和特征，并從微觀尺度分析了加載速率對(duì)鉚釘材料成形的影響。

第4章以EMR850電磁鉚接設(shè)備為例，詳細(xì)闡述了電磁鉚接設(shè)備的設(shè)計(jì)原理和特征，主要包括電磁鉚槍、放電線圈和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

第5章介紹了低電壓電磁鉚接原理及發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其核心部件放電線圈進(jìn)行了參數(shù)化模擬分析和散熱設(shè)計(jì)，并對(duì)其電源系統(tǒng)和電磁鉚槍的特征進(jìn)行了分析說(shuō)明。

第6章對(duì)比普通鉚接方法，對(duì)電磁鉚接接頭強(qiáng)度、疲勞壽命進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)評(píng)估，證明了電磁鉚接方法的優(yōu)越性。結(jié)合試驗(yàn)分析給出了電磁鉚接接頭疲勞壽命增益的干涉量，同時(shí)結(jié)合數(shù)值模擬方法完成了電磁鉚接工藝參數(shù)分析優(yōu)化。

第7章對(duì)干涉配合緊固件應(yīng)力波安裝方法進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，包括其疲勞壽命增益效果驗(yàn)證。利用試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，較全面地評(píng)估了安裝工藝參數(shù)對(duì)安裝結(jié)果和質(zhì)量的影響。

第8章介紹了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電磁鉚接的總體工藝流程和評(píng)估方法，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)說(shuō)明。

第9章在第8章的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)電磁鉚接的工藝參數(shù)做了進(jìn)一步分析優(yōu)化，其中亦包括復(fù)合材料雙埋頭結(jié)構(gòu)。此外，為了進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，該章內(nèi)容還包括干涉量對(duì)復(fù)合材料接頭失效影響的評(píng)估。

電磁鉚接是一種將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能使鉚釘發(fā)生塑性變形的新型鉚接方法，其鉚釘變形機(jī)理與普通鉚接不同。為了揭示鈦合金鉚釘變形機(jī)理，實(shí)現(xiàn)鈦合金和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)連接及大直徑鉚釘和難成形材料鉚釘?shù)某尚?。本?xiàng)目采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究方法，運(yùn)用宏觀與微觀分析相結(jié)合的手段進(jìn)行。建立了TA1鉚釘材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系；實(shí)現(xiàn)了電磁鉚接過(guò)程電磁場(chǎng)與鉚釘變形松散耦合的數(shù)值模擬；獲得了鉚釘動(dòng)態(tài)變形特性；研制了加載速率測(cè)試系統(tǒng)和低電壓鉚接原理樣機(jī)；掌握了各參數(shù)（電參數(shù)和工藝參數(shù)）對(duì)電磁場(chǎng)和鉚釘變形的影響規(guī)律；探索了不同加載方式下材料微觀組織的演變規(guī)律。研究結(jié)果表明：TA1為應(yīng)變速率和溫度敏感材料，隨著應(yīng)變率的增加，其屈服應(yīng)力增加。隨著溫度增加，其屈服應(yīng)力減小?？紤]應(yīng)變率和應(yīng)變歷史對(duì)變形的影響，建立了修正的動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型。建立的松散耦合模型能有效地解決電磁鉚接動(dòng)態(tài)多場(chǎng)耦合問(wèn)題，利用該模型能系統(tǒng)地研究各參數(shù)對(duì)電磁場(chǎng)和鉚釘變形的影響，指導(dǎo)工藝試驗(yàn)。電磁鉚接動(dòng)態(tài)變形過(guò)程主要可分為整體自由鐓粗和局部自由鐓粗過(guò)程，鐓頭變形可分為難成形區(qū)、小變形區(qū)和大變形區(qū)。鉚釘變形的關(guān)鍵在于控制鐓頭材料的軸向和徑向流動(dòng)。在準(zhǔn)靜態(tài)條件下，TA1鉚釘以位錯(cuò)滑移的方式變形，其組織演化為晶粒碎化與動(dòng)態(tài)回復(fù)交替進(jìn)行的過(guò)程。在電磁鉚接條件下，TA1鉚釘以絕熱剪切的方式變形，絕熱剪切帶的演化過(guò)程為亞晶轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程。

電磁鉚接是一種通過(guò)將電磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能使鉚釘發(fā)生塑性變形的新型鉚接方法，鉚接質(zhì)量穩(wěn)定，釘桿變形均勻，為鈦合金和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)連接及大直徑鉚釘和難成形材料鉚釘成形提供了一種先進(jìn)的連接技術(shù)。采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究方法，運(yùn)用宏觀與微觀分析相結(jié)合的手段，以TA1鉚釘為研究對(duì)象，建立鉚釘材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電磁鉚接過(guò)程電磁場(chǎng)與鉚釘變形松散耦合的數(shù)值模擬，獲得鉚釘動(dòng)態(tài)變形特性；掌握各參數(shù)（電參數(shù)和工藝參數(shù)）對(duì)鉚釘變形的影響規(guī)律，給出確定鈦合金鉚釘加載速率范圍的方法；探索剪切帶微觀組織的演變規(guī)律，揭示TA1鉚釘電磁鉚接變形機(jī)理；優(yōu)化工藝參數(shù)，提高電磁鉚接質(zhì)量，為制定電磁鉚接工藝規(guī)范奠定基礎(chǔ)。本項(xiàng)目的實(shí)施將為鈦合金與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)連接的深入研究奠定堅(jiān)實(shí)的理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)掌握電磁鉚接技術(shù)、實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的自主化不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義，而且具有重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義。

1.活動(dòng)鉚接：結(jié)合件可以相互轉(zhuǎn)動(dòng)。不是剛性連接。如：剪刀，鉗子。

2.固定鉚接：結(jié)合件不能相互活動(dòng)。這是剛性連接。如：角尺、三環(huán)鎖上的銘牌、橋梁建筑。

3.密封鉚接：鉚縫嚴(yán)密，不漏氣體、液體。這是剛性連接。