碳纤维-铝合金电磁铆接与准静态压铆对比.pdf

第G21 G22卷第G21期G23 G24 G25G26 G21 G22 G27 G28 G24 G26 G21G27G21 G22 G23 G24 G25G26 G24 G27 G28 G29 G2A G2B G2C G25G26 G24 G29 G2D G2E G2F G26 G22 G30 G22 G24 G31G22 G29 G2A G2B年G21月G2C G2D G2E G2F G22 G29 G2A G2BG21 G21 G21 G21 G21G21G21G21G21G21G21G21G22G22G22G22特种成形碳纤维G5F铝合金电磁铆接与准静态压铆对比李光耀G2A G21 G22G21冯雪瑞G2AG21蒋G27浩G2AG21齐G27麟G2AG21崔俊佳G2A G21 G22G21张G27旭G31G21 G2A G26湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点试验室G22湖南长沙G21 G2A G29 G29 G5B G22 G26 G22 G26智能型新能源汽车协同创新中心G22上海G22 G29 G2A G5B G29 G21 G26 G31 G26湖南科技大学机电工程学院G22湖南湘潭G21 G2A G2A G2A G29 G29 G23摘要G21为了探究电磁铆接技术在碳纤维复合材料上的可行性G22采用碳纤维G57铝合金结构为研究对象G25探究了碳纤维G57铝合金电磁铆接接头的干涉量及剪切G24拉脱性能G22并与传统准静态压铆技术进行了对比G25结果表明G27无论是G24 G21 G49 G49铆钉G22还是G24 G56 G49 G49铆钉G22电磁铆接结构相对干涉量不仅均匀性更好G22而且平均值更高G22分别从G21 G26 G30 G56 G70提升到G58 G26 G22 G29 G70 G22 G56 G26 G5B G58 G70提升到G2B G26 G5B G58 G70 G26电磁铆接接头剪切性能有较大提高G22对于G24 G21 G49 G49铆钉和G24 G56 G49 G49铆钉G22电磁铆接最大剪切力相比准静态压铆分别提高了G2A G30 G26 G2B G70和G58 G26 G22 G70 G26电磁铆接接头拉脱性能有较小提高G22对于G24 G21 G49 G49铆钉和G24 G56 G49 G49铆钉G22电磁铆接最大拉脱力相比准静态压铆提高了G31 G26 G30 G70和G56 G26 G56 G70 G25结果说明电磁铆接技术更适合复合材料的连接G25关键词G21电磁铆接G26准静态压铆G26干涉量G26剪切强度G26拉脱强度G21 G22 G23 G27 G24 G25 G26 G24 G27 G27 G27 G25 G28 G29G26 G2AG2B G2B G2C G26 G24 G25 G25 G25 G2DG27 G2E G2F G25 G26 G30 G25 G24 G31 G26 G25 G2F G26 G25 G24 G4F中图分类号G21 G32 G33 G27 G2E G24 G35 G35 G35文献标识码G21 G36 G35 G35 G35文章编号G21 G24 G25 G25 G25 G2DG27 G2E G2F G25 G22 G30 G25 G24 G31 G23 G25 G2F G2DG25 G25 G37 G34 G2DG25 G4FG43 G3F G4A G3E G3A G3B G2AG2B G3F G2C G39 G42G39 G3C G45G3B G3F G4A G3A G40 G2C G39 G45G2AG3C G3B G2AG55 G39 G45G2AG2C G40 G4D G2AG45G3D G48 G49 G3A G2B G2AG2DG2B G45G3A G45G2AG3C G3E G3B G39 G2B G2B G49 G3B G39 G3B G2AG55 G39 G45G2AG2C G40 G41G3F G3BG43 G52 G38 G5E G2DG3A G42G49 G4A G2AG2C G49 G4A G3A G42G42G3F G4C G2B G3D G39 G39 G45G2BG32 G33 G5E G47 G35 G37 G38 G4D G35 G24G2A G22 G22G22 G55 G3C G37 G38 G34 G47 G3C G2EG47 G33G2AG22 G3F G33G35 G37 G38 G64 G35 G24G2AG22 G61 G33 G32 G33G37G2AG22 G40 G47 G33 G3F G47 G37 G4EG33G35G2A G22 G22G22 G68 G3B G35 G37 G38 G34 G47G31G21 G2A G2F G41 G48G35 G48G3C G63 G3C G4D G32 G35 G50 G24 G2EG35 G48G24 G2EG4D G24 G43 G2C G51 G4C G35 G37 G42 G3C G51 G3D G3C G3E G33G38 G37 G35 G37 G51 G44 G35 G37 G47 G43G35 G42 G48G47 G2EG33G37 G38 G43G24 G2E G23 G3C G3B G33G42 G25G3C G4A G24 G51 G4D G22 G64 G47 G37 G35 G37 G4B G37 G33G4C G3C G2EG3E G33G48G4D G22 G40 G3B G35 G37 G38 G3E G3B G35 G21 G2A G29 G29 G5B G22 G22 G40 G3B G33G37 G35 G26G22 G2F G3F G24 G33G37 G48 G40 G3C G37 G48G2EG3C G43G24 G2E G54G37 G48G3C G25G25G33G38 G3C G37 G48 G28 G3C G52 G45 G37 G3C G2EG38 G4D G23 G3C G3B G33G42 G25G3C G3E G22 G41 G3B G35 G37 G38 G3B G35 G33 G22 G29 G2A G5B G29 G21 G22 G40 G3B G33G37 G35 G26 G31 G2F G40 G24 G25G25G3C G38 G3C G24 G43 G44 G3C G42 G3B G35 G37 G33G42 G35 G25 G35 G37 G51 G45 G25G3C G42 G48G2EG33G42 G35 G25 G45 G37 G38 G33G37 G3C G3C G2EG33G37 G38 G22G64 G47 G37 G35 G37 G4B G37 G33G4C G3C G2EG3E G33G48G4D G24 G43 G41 G42 G33G3C G37 G42 G3C G35 G37 G51 G4F G3C G42 G3B G37 G24 G25G24 G38 G4D G22 G34 G33G35 G37 G38 G48G35 G37 G21 G2A G2A G2A G29 G29 G22 G40 G3B G33G37 G35 G23G36 G46 G2B G45G3B G3A G3C G45 G27 G54G37 G24 G2EG51 G3C G2E G48G24 G3C G59 G2D G25G24 G2EG3C G48G3B G3C G43G3C G35 G3E G33G50 G33G25G33G48G4D G24 G43 G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G33G37 G38 G21 G45 G44 G60 G23 G48G3C G42 G3B G37 G24 G25G24 G38 G4D G33G37 G42 G35 G2EG50 G24 G37 G43G33G50 G3C G2E G2EG3C G33G37 G43G24 G2EG42 G3C G51 G2D G25G35 G3E G48G33G42 G3E G21 G40 G55 G60 G5C G23 G22G48G3B G3C G3B G4D G50 G2EG33G51 G40 G55 G60 G5C G57 G35 G25G47 G49 G33G37 G47 G49 G35 G25G25G24 G4D G3E G48G2EG47 G42 G48G47 G2EG3C G3E G52 G3C G2EG3C G48G35 G67 G3C G37 G33G37 G48G24 G35 G42 G42 G24 G47 G37 G48G2F G4F G3B G3C G37 G22 G48G3B G3C G33G37 G48G3C G2EG43G3C G2EG3C G37 G42 G3C G22 G3E G3B G3C G35 G2E G35 G37 G51 G2D G47 G25G25G53G24 G47 G48 G2D G2EG24 G2D G3C G2EG48G33G3C G3E G24 G43 G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G53G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G3C G51 G4EG24 G33G37 G48G3E G52 G3C G2EG3C G3E G48G47 G51 G33G3C G51 G22 G35 G37 G51 G48G3B G3C G42 G24 G49 G2D G35 G2EG33G3E G24 G37 G52 G33G48G3B G48G2EG35 G51 G33G48G33G24 G37 G35 G25 G36 G47 G35 G3E G33G53G3E G48G35 G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G3C G51 G21 G61 G41 G60 G23 G4EG24 G33G37 G48G3E G52 G35 G3E G42 G35 G2EG2EG33G3C G51 G24 G47 G48G2F G4F G3B G3C G2EG3C G3E G47 G25G48G3EG3E G3B G24 G52 G48G3B G35 G48 G48G3B G3C G2EG3C G25G35 G48G33G4C G3C G33G37 G48G3C G2EG43G3C G2EG3C G37 G42 G3C G43G24 G2E G45 G44 G60 G3E G48G2EG47 G42 G48G47 G2EG3C G3E G33G3E G49 G24 G2EG3C G47 G37 G33G43G24 G2EG49 G33G48G4D G22 G35 G37 G51 G48G3B G3C G35 G4C G3C G2EG35 G38 G3C G4C G35 G25G47 G3C G24 G43 G33G37 G48G3C G2EG43G3C G2EG3C G37 G42 G3C G33G3E G3B G33G38 G3B G3C G2E G43G24 G2E G50 G24 G48G3B G24 G21 G49 G49G2EG33G4C G3C G48 G35 G37 G51 G24 G56 G49 G49 G2EG33G4C G3C G48G26 G41 G2D G3C G42 G33G43G33G42 G35 G25G25G4D G22 G48G3B G3C G4D G35 G2EG3C G33G37 G42 G2EG3C G35 G3E G3C G51 G43G2EG24 G49 G21 G26 G30 G56 G70 G48G24 G58 G26 G22 G29 G70 G35 G37 G51 G43G2EG24 G49 G56 G26 G5B G58 G70 G48G24 G2B G26 G5B G58 G70 G22 G2EG3C G3E G2D G3C G42 G48G33G4C G3C G25G4D G2F G64 G24 G52 G3C G4C G3C G2E G22 G48G3B G3CG3E G3B G3C G35 G2E G2D G2EG24 G2D G3C G2EG48G33G3C G3E G24 G43 G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G3C G51 G4EG24 G33G37 G48G3E G35 G2EG3C G38 G2EG3C G35 G48G25G4D G33G49 G2D G2EG24 G4C G3C G51 G2F G55 G24 G2E G24 G21 G49 G49 G2EG33G4C G3C G48 G35 G37 G51 G24 G56 G49 G49 G2EG33G4C G3C G48 G22 G48G3B G3C G49 G35 G59 G33G49 G47 G49 G3E G3B G3C G35 G2E G25G24 G35 G51 G3E G24 G43G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G3C G51 G4EG24 G33G37 G48G3E G35 G2EG3C G2A G30 G26 G2B G70 G35 G37 G51 G58 G26 G22 G70 G3B G33G38 G3B G3C G2E G48G3B G35 G37 G48G3B G35 G48 G24 G43 G61 G41 G60 G4EG24 G33G37 G48G3E G22 G2EG3C G3E G2D G3C G42 G48G33G4C G3C G25G4D G2F G2C G37 G51 G48G3B G3C G2D G47 G25G25G53G24 G47 G48 G2D G2EG24 G2D G3C G2EG48G33G3C G3E G35 G2EG3C G3E G25G33G38 G3B G48G25G4DG33G49 G2D G2EG24 G4C G3C G51 G2F G55 G47 G2EG48G3B G3C G2EG49 G24 G2EG3C G22 G48G3B G3C G49 G35 G59 G33G49 G47 G49 G2D G47 G25G25G53G24 G47 G48 G25G24 G35 G51 G3E G24 G43 G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G3C G51 G4EG24 G33G37 G48G3E G33G3E G31 G26 G30 G70 G35 G37 G51 G56 G26 G56 G70 G3B G33G38 G3B G3C G2E G48G3B G35 G37 G48G3B G35 G48 G24 G43 G61 G41 G60 G4EG24 G33G37 G48G3E G22G2EG3C G3E G2D G3C G42 G48G33G4C G3C G25G4D G2F G4F G3B G3C G2EG3C G3E G47 G25G48G3E G51 G3C G49 G24 G37 G3E G48G2EG35 G48G3C G48G3B G35 G48 G48G3B G3C G45 G44 G60 G48G3C G42 G3B G37 G24 G25G24 G38 G4D G43G33G48G3E G43G24 G2E G42 G24 G49 G2D G24 G3E G33G48G3C G3E G42 G24 G37 G37 G3C G42 G48G33G24 G37 G49 G24 G2EG3C G2FG4B G39 G4C G4D G3F G3B G47 G2B G27 G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G33G37 G38 G26 G36 G47 G35 G3E G33G53G3E G48G35 G48G33G42 G2D G2EG3C G3E G3E G47 G2EG3C G2EG33G4C G3C G48G33G37 G38 G26 G33G37 G48G3C G2EG43G3C G2EG3C G37 G42 G3C G26 G3E G3B G3C G35 G2E G3E G48G2EG3C G37 G38 G48G3B G26 G2D G47 G25G25 G57 G24 G47 G48 G3E G48G2EG3C G37 G38 G48G3BG27 G27近年来G22车身轻量化一直是热门的研究话题G22结构轻量化和材料轻量化是实现车身轻量化的两个主要方法G25目前G22全钢车身结构优化最高可实现G2B G70减重G22基本达到减重极限G22采用轻质高强度铝合收稿日期G21 G22 G29 G2A G56 G57 G2A G2A G57 G22 G22 G26修订日期G21 G22 G29 G2A G2B G57 G29 G22 G57 G22 G29基金项目G21国家自然科学基金资助项目G21 G56 G2A G22 G31 G22 G29 G2A G21 G22 G58 G2A G21 G29 G58 G2A G21 G30 G23作者简介G21李光耀G21 G2A G30 G56 G31 G57 G23 G22男G22博士G22教授G4E G2DG4A G3A G2AG42 G27 G38 G4D G25G5A G3B G37 G47 G26 G3C G51 G47 G26 G42 G37通讯作者G21张G27旭G21 G2A G30 G5B G56 G57 G23 G22男G22博士G22讲师G4E G2DG4A G3A G2AG42 G27 G51 G51 G3A G3B G35 G37 G38 G59 G47 G5A G2A G22 G56 G26 G42 G24 G49金代替钢制车身减重高达G31 G29 G70 G5D G58 G29 G70 G22因此G22可以认为材料轻量化程度明显高于结构轻量化G25铝合金G28 G2A G57 G31 G29G24复合材料G28 G31 G57 G21 G29等轻量化材料都已被引入到车身设计当中G22尤其是复合材料更是新能源汽车的首选材料G22因其材料密度低G24比强度高G24比刚度高等优点G22非常适合新能源汽车的研发需求G25与此同时G22复合材料的大量使用导致目前加工制造G24装配技术面临新的挑战G25其中G22复合材料与金属材料无损连接是影响车身结构服役性能的重要装配问题G25现行通用的复合材料和金属材料的连接方式主要有万方数据G31种G28 G58 G29G27胶接G24螺接和铆接G25胶接和螺接在汽车中应用存在一些无法克服的弊端G25胶接性能受环境G21湿G24热G24腐蚀介质G23影响较大G28 G56 G29G22在传统汽车上G22发动机和废气的高温G22汽油G24机油和防冻液等的腐蚀性以及环境中的腐蚀介质对胶接性能有很大影响G26而螺栓连接易松动G22可靠性较差G28 G2B G29G22因此限制了其在汽车工业上的应用G25相对而言G22铆接可有效解决上述问题G25此外G22近些年发展起来的电磁铆接技术G22因其具有加载速率高G24冲击力大G24铆接质量稳定和干涉量均匀等优点G28 G5B G29G22可实现复合材料结构高质量铆接G25并且G22相比传统压铆方式G22电磁铆接在疲劳寿命上有明显提高G28 G30 G29G22可有效减少复合材料被挤压破坏G28 G2A G29 G29G25电磁铆接技术现已在航空航天领域得到应用G28 G2A G2A G29G22然而在汽车工业上电磁铆接技术还处于初步发展阶段G25本文主要以新能源汽车的复合材料连接技术需求为背景G22对比研究了碳纤维G57铝合金电磁铆接与准静态压铆下的连接效果G22探索电磁铆接在碳纤维G57铝合金结构中使用的可行性G25G2A G27试验材料及方法G24 G26 G24 G35电磁铆接原理电磁铆接的工作原理如图G2A所示G25先将交流电通过整流器后变为直流电G22并经过变压器进行升压G22得到所需要的放电G22对电容器组进行充电储能G25铆接时闭合开关G22电容器中储存的电能通过初级线圈释放并产生高幅值交变电流G22同时在线圈周围形成强大的磁场G22这一强磁场又使与之相邻的驱动片产生感应电流G22进而产生涡流磁场G22两磁场相互作用的斥力经过放大器的反射和透射后G22输出一个正弦波形应力G22并通过冲头传递到铆钉G22使铆钉在短时间内完成塑性变形G25铆接过程通常在毫秒内完成G22铆钉的应变速率高达G2A G29G22G5D G2A G29G31G3EG57 G2AG25图G2A G27电磁铆接示意图G55 G33G38 G26 G2A G27 G41 G42 G3B G3C G49 G35 G48G33G42 G51 G33G35 G38 G2EG35 G49 G24 G43 G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G33G37 G38本试验中电磁铆接设备采用美国G45 G25G3C G42 G48G2EG24 G33G49 G2D G35 G42 G48公司生产的G64 G64 G58 G21手持式电磁铆接设备G25与之对比的准静态压铆试验采用美国G54G28 G41 G4F G60 G65 G28 G58 G30 G5B G58万能试验机G25剪切和拉脱测试均采用美国G54G28 G41 G4F G60 G65 G28 G58 G30 G5B G58万能试验机进行G22加载速率定为G22 G49 G49 G2C G49 G33G37G57 G2AG25G24 G26 G30 G35试验材料及试样制备试验使用的半圆头式铆钉材料为G22 G2C G2A G29铝合金G22被铆接板料分别选取G58 G2A G5B G22铝合金和碳纤维复合材料G25铆钉结构按国标G5E G4A G66 G4F G5B G56 G2B G2D G2A G30 G5B G56G28 G2A G22 G29的标准铆钉选购G25被连接板料及铆钉材料的力学性能见表G2A和表G22 G25表G24 G35 G30 G36 G24 G25铝合金铆钉和G34 G24 G37 G30铝合金板材的力学性能参数G32 G3A G46 G42G39 G24 G35 G53 G39 G3C G3D G3A G2C G2AG3C G3A G42 G3E G3B G3F G3E G39 G3B G45G2AG39 G2B G3F G41 G30 G36 G24 G25 G3A G42G49 G4A G2AG2C G49 G4A G3A G42G42G3F G4CG3B G2AG55 G39 G45 G3A G2C G47 G34 G24 G37 G30 G3A G42G49 G4A G2AG2C G49 G4A G3A G42G42G3F G4C G2B G3D G39 G39 G45材料密度G66G21 G38 G2C G42 G49G57 G31G23屈服强度G66G44 G5C G35抗拉强度G66G44 G5C G35弹性模量G66G5E G5C G35泊松比G22 G2C G2A G29 G22 G26 G2B G22 G58 G29 G21 G29 G29 G2B G31 G26 G5B G29 G26 G31 G31G58 G2A G5B G22 G22 G26 G5B G2A G58 G29 G22 G22 G58 G2B G29 G29 G26 G31 G31表G30 G35碳纤维复合材料的力学性能参数G32 G3A G46 G42G39 G30 G35 G53 G39 G3C G3D G3A G2C G2AG3C G3A G42 G3E G3B G3F G3E G39 G3B G45G2AG39 G2B G3F G41 G3C G3A G3B G46 G3F G2C G41G2AG46 G39 G3B G3C G3F G4A G3E G3F G2B G2AG45G39G4A G3A G45G39 G3B G2AG3A G42材料纤维密度G66G21 G38 G2C G49G57 G31G23纤维厚度G66G49 G49抗拉强度G66G44 G5C G35树脂含量G66G70碳纤维G22 G29 G58 G29 G26 G22 G58 G56 G31 G58 G58 G29图G22分别为剪切与拉脱试件示意图G22为了对电磁铆接与准静态压铆力学性能进行对比分析G22所有对比试验均采用相同尺寸的板料与铆钉G25 G58 G2A G5B G22铝合金板G24碳纤维复合材料板分别采用厚度G22和G22 G26 G58 G49 G49 G26 G22 G2C G2A G29铝合金铆钉直径采用G24 G21和G24 G56 G49 G49 G22铆钉长度按G64 G4AG56 G22 G31 G30 G2D G22 G29 G29 G22标准G28 G2A G31 G29选定G22即钉杆伸出被铆接板的长度为钉杆直径的G2A G26 G22倍G25剪切和拉脱试样是由带有预制孔的板材搭接而成G22板上预制孔直径以及铆接后的镦头直径G24高度和形位公差均满足G61 G3F G2B G5B G22 G2C G2D G22 G29 G29 G58标准G28 G2A G21 G29G22铆接过程中复合材料板置于半圆头侧G25G22 G27试验结果及分析G30 G26 G24 G35干涉量对比分析干涉量是指铆接完成以后钉杆的扩张量G22是评价铆接质量最重要的参数之一G25相对干涉量G5E定义为G27G5E G29 G28 G21 G58G3CG2C G58 G23 G2E G58 G29 G31 G2A G29 G29 G70 G21 G2A G23式中G27 G58G3C为铆接后铆钉钉杆直径G26 G58为初始孔径G25G24 G21和G24 G56 G49 G49铆钉铆接的干涉量测量位置以及干涉量值见图G31 G25G56G5B锻G27压G27技G27术G27 G27 G27 G27 G27第G21 G22卷万方数据图G22 G27剪切G21 G35 G23与拉脱G21 G50 G23测试试样G55 G33G38 G26 G22 G27 G41 G35 G49 G2D G25G3C G3E G43G24 G2E G3E G3B G3C G35 G2E G21 G35 G23 G35 G37 G51 G2D G47 G25G25G53G24 G47 G48 G21 G50 G23 G2D G2EG24 G2D G3C G2EG48G4D G48G3C G3E G48G3E图G31 G27电磁铆接与准静态压铆的干涉量分布曲线G21 G35 G23 G24 G21 G49 G49 G22 G22 G2C G2A G29 G27 G21 G50 G23 G24 G56 G49 G49 G22 G22 G2C G2A G29G55 G33G38 G26 G31 G27 G3D G33G3E G48G2EG33G50 G47 G48G33G24 G37 G42 G47 G2EG4C G3C G3E G24 G43 G48G3B G3C G33G37 G48G3C G2EG43G3C G2EG3C G37 G42 G3C G43G24 G2E G3C G25G3C G42 G48G2EG24 G49 G35 G38 G37 G3C G48G33G42 G2EG33G4C G3C G48G33G37 G38 G35 G37 G51 G36 G47 G35 G3E G33G53G3E G48G35 G48G33G42 G2D G2EG3C G3E G3E G47 G2EG3C G2EG33G4C G3C G48G33G37 G38G27 G27通过对比可以看出G22无论是G24 G56 G49 G49还是G24 G21 G49 G49铆钉G22电磁铆接时的干涉量均比准静态压铆更均匀G25准静态压铆在接近镦头部分的干涉量均高于电磁铆接G22并且沿着钉杆向半圆头位置急剧下降G22而电磁铆接的下降幅度则小很多G25这是由于准静态压铆成形速度慢G22金属塑性变形集中于受力一侧G26电磁铆接成形速度快G22冲击力在钉杆内传播G22远离受力一侧同样引起了较大的塑性变形G25G30 G26 G30 G35剪切性能对比分析对G24 G21和G24 G56 G49 G49的铝合金铆钉进行电磁铆接和准静态压铆剪切测试G22为减小误差各重复G31次G22具体测试过程见图G21 G22剪切失效试样见图G58 G25G2BG5B第G21期李光耀等G27碳纤维G57铝合金电磁铆接与准静态压铆对比G27 G27万方数据图G21 G27剪切测试过程G55 G33G38 G26 G21 G27 G5C G2EG24 G42 G3C G3E G3E G24 G43 G3E G3B G3C G35 G2E G48G3C G3E G48图G58 G27剪切试样的失效形式G21 G35 G23 G24 G21 G49 G49 G22 G22 G2C G2A G29 G27 G21 G50 G23 G24 G56 G49 G49 G22 G22 G2C G2A G29G55 G33G38 G26 G58 G27 G55 G35 G33G25G47 G2EG3C G49 G24 G51 G3C G3E G24 G43 G3E G3B G3C G35 G2E G48G3C G3E G48 G3E G35 G49 G2D G25G3C G3EG27 G27可以看出G22无论是G24 G21 G49 G49还是G24 G56 G49 G49铝合金铆钉G22碳纤维复合材料板连接孔附近均发生严重变形破坏G22铝合金板都发生严重弯曲变形G25从图G21可以发现G22在剪切试验过程中G22铆钉受到剪切力挤压复合材料和铝板G22复合材料首先发生破坏G22随后由于铆接过程中复合材料产生不同程度的破坏导致铆钉发生倾斜G22铝合金板发生弯曲变形G22最终导致整个连接结构失效G25图G56为剪切测试的典型剪切G57位移曲线G22整体来看所有曲线变化趋势都相近G26同时G22无论是G24 G21 G49 G49还是G24 G56 G49 G49铝合金铆钉连接件G22电磁铆接的最大剪切载荷均大于准静态压铆G25具体对比数据见表G31 G25对于碳纤维G57铝合金搭接结构G22 G24 G21和G24 G56 G49 G49铝合金铆钉平均最大剪切载荷G22电磁铆接相对于准静态压铆分别提升了G2A G30 G26 G2B G70和G58 G26 G22 G70 G25可以断定电磁铆接过程相对于准静态压铆对复合材料板的破坏更小G25图G56 G27剪切载荷G57位移曲线G21 G35 G23 G24 G21 G49 G49 G22 G22 G2C G2A G29 G27 G21 G50 G23 G24 G56 G49 G49 G22 G22 G2C G2A G29G55 G33G38 G26 G56 G27 G40 G47 G2EG4C G3C G3E G24 G43 G3E G3B G3C G35 G2E G25G24 G35 G51 G53G51 G33G3E G2D G25G35 G42 G3C G49 G3C G37 G48G27 G27从图G21和图G58可以看出G22试件在受到剪切力逐渐失效的过程中G22铝板先开始变形G22到达屈服极限G22符合表G2A和表G22所呈现的碳纤维板的屈服强度远大于G58 G2A G5B G22铝合金板G26但是最后的失效发生在碳纤G5BG5B锻G27压G27技G27术G27 G27 G27 G27 G27第G21 G22卷万方数据表G27 G35 G22 G2F和G22 G4F G4A G4A G30 G36 G24 G25铝合金铆钉的电磁铆接和准静态压铆最大剪切载荷G22 G57 G44 G23G32 G3A G46 G42G39 G27 G35 G32 G3D G39 G4A G3A G56 G2AG4A G49 G4A G2B G3D G39 G3A G3B G42G3F G3A G47 G2B G3F G41 G39 G42G39 G3C G45G3B G3F G4A G3A G40 G2C G39 G45G2AG3CG3B G2AG55 G39 G45G2AG2C G40 G3A G2C G47 G48 G49 G3A G2B G2AG2DG2B G45G3A G45G2AG3C G3E G3B G39 G2B G2B G49 G3B G39 G3B G2AG55 G39 G45G2AG2C G40 G4D G2AG45G3D G22 G2F G4A G4A G3A G2C G47G22 G4F G4A G4A G30 G36 G24 G25 G3A G42G49 G4A G2AG2C G49 G4A G3A G42G42G3F G4C G3B G2AG55 G39 G45G2B G22 G57 G44 G23G22 G2C G2A G29铝合金铆钉电磁铆接准静态压铆G24 G21 G49 G49G2A G31 G26 G2B G5B G22 G26 G30 G2BG22 G31 G26 G58 G58 G31 G26 G22 G22G31 G31 G26 G5B G22 G31 G26 G2A G2A平均值G31 G26 G2B G2A G31 G26 G2A G29G24 G56 G49 G49G2A G21 G26 G21 G2A G21 G26 G22 G22G22 G21 G26 G31 G31 G21 G26 G2A G29G31 G21 G26 G58 G2A G21 G26 G22 G5B平均值G21 G26 G21 G22 G21 G26 G22 G29维板上G22结合碳纤维板的制造方法G22即层铺碳纤维布后用树脂固化G22说明铆接的打孔和铆钉成形对于碳纤维板的结构有较大损伤G25从图G58可以看出G22这种损伤主要表现为对于固化后的树脂结构的损伤G25树脂的材料特性为硬而脆G22受力时容易损伤G25准静态压铆时铆钉变形缓慢且不均匀G22而电磁铆接时铆钉变形更加迅速且均匀G22所以电磁铆接对于碳纤维板的损伤更小G25综上所述G22通过碳纤维G57铝板铆接结构剪切测试可说明G22电磁铆接对碳纤维G57铝板铆接结构的剪切性能具有较大提升G22小直径铆钉铆接时尤为明显G25G30 G26 G27 G35拉脱性能对比分析对G24 G21和G24 G56 G49 G49的铝合金铆钉进行电磁铆接和准静态压铆拉脱测试G22为减小误差各重复G31次G22具体测试过程见图G2B G22拉脱失效试样见图G5B G25图G2B G27拉脱测试过程G55 G33G38 G26 G2B G27 G5C G2EG24 G42 G3C G3E G3E G24 G43 G2D G47 G