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第1章 电磁铆接概论 1

1.1电磁铆接原理及特点 1

1.1.1电磁铆接原理 1

1.1.2电磁铆接的特点 3

1.2国内外电磁铆接研究及应用状况 5

1.2.1国外电磁铆接技术研究及应用状况 5

1.2.2国内电磁铆接技术的发展 8

第2章 电磁铆接理论 11

2.1电磁铆接的物理数学模型 11

2.1.1放电回路分析 11

2.1.2放大器输入端应力分析 13

2.2电磁铆接过程中的应力波传播过程 14

2.3应力波在放大器中传播的数值分析 15

2.3.1应力波放大器的工作原理 15

2.3.2应力波放大器的放大效果 17

2.3.3应力波放大器的数值分析 18

2.3.4结果与讨论 25

2.4铆接力的影响因素分析 26

2.4.1铆接力的测试系统 26

2.4.2铆接力的测试试验设计 31

2.4.3铆接力的测试结果 31

第3章 高速加载时铆钉材料的变形 35

3.1引言 35

3.2传统铆接工艺方法 35

3.3 TB2-1钛合金铆钉的铆接 36

3.3.1 TB2-1钛合金铆钉 36

3.3.2 TB2-1钛合金铆钉的变形特点 37

3.4冲击载荷下的绝热剪切 39

3.5加载速率对材料变形方式的影响 41

3.5.1电磁铆接的加载速率 41

3.5.2不同加载速率下的材料变形 42

第4章 电磁铆接设备 46

4.1引言 46

4.2电磁铆枪设计 47

4.2.1电磁铆枪结构 47

4.2.2减振系统力学机理 63

4.2.3减振系统的参数优化 69

4.3放电线圈 76

4.3.1放电线圈结构 76

4.3.2放电线圈制造工艺 76

4.4电磁铆接设备控制系统 77

4.4.1设备操作流程 77

4.4.2控制系统总体设计 78

4.4.3控制系统硬件设计 78

4.4.4控制系统软件设计 80

4.4.5控制电路设计 81

第5章 低电压电磁铆接 86

5.1引言 86

5.2低电压和高电压电磁铆接比较 86

5.2.1高电压电磁铆接 86

5.2.2低电压电磁铆接 87

5.3低电压电磁铆接技术的发展 87

5.4低电压电磁铆接用线圈 89

5.4.1线圈工作条件分析 89

5.4.2线圈参数模拟分析 90

5.4.3线圈散热系统设计 97

5.5低电压电磁铆接设备 100

5.5.1低电压电磁铆接电源系统 100

5.5.2低电压电磁铆接铆枪 100

第6章 基于电磁铆接的理想干涉配合铆接 102

6.1引言 102

6.2铆接质量的评估 102

6.2.1干涉量 102

6.2.2铆接接头强度 103

6.3不同铆接方法铆接质量对比 104

6.3.1镦头成形 104

6.3.2剪切强度 107

6.3.3拉脱强度 110

6.4干涉量对疲劳强度的影响 112

6.4.1干涉配合连接提高结构疲劳寿命的机理 112

6.4.2电磁铆接和普通铆接的疲劳寿命对比 114

6.4.3理想干涉量 116

6.5电磁铆接过程模拟 117

6.5.1有限元模型 118

6.5.2结果与分析 122

第7章 干涉配合紧固件的应力波安装方法 132

7.1引言 132

7.2应力波安装方法的原理及其特点 133

7.3应力波安装方法的安装头设计 134

7.3.1电磁铆枪双枪安装方法 134

7.3.2主铆枪安装头 135

7.3.3副铆枪安装头 136

7.3.4紧固件双枪安装过程 137

7.3.5安装头的主要设计特点 138

7.4应力波安装方法和普通安装方法试验对比 139

7.4.1试验材料的选取 139

7.4.2试验所需设备及试件制备 139

7.4.3紧固件的应力波安装及试件处理 142

7.4.4试验结果对比 143

7.5待连接件对应力波安装结果的影响 145

7.5.1不同夹层材料的应力波安装 146

7.5.2不同夹层厚度的应力波安装 146

7.6高锁螺栓对应力波安装结果的影响 147

7.6.1不同杆径紧固件的应力波安装 147

7.6.2不同螺栓类型的应力波安装 147

7.6.3螺纹与光杆过渡圆角的影响 148

7.6.4螺栓光杆表面质量的影响 149

7.7单枪和双枪安装方式对比 150

7.8应力波安装方法的干涉配合接头疲劳强度 151

7.9干涉配合紧固件的应力波安装质量模拟分析 152

7.9.1高锁螺栓应力波安装建模 152

7.9.2安装质量验证试验 154

7.9.3安装阻力 154

7.9.4最大凸瘤高度 156

7.9.5孔壁表面形貌 157

7.9.6模拟结果与讨论 159

第8章 复合材料结构的电磁铆接 160

8.1引言 160

8.2复合材料结构铆接及其主要问题 160

8.2.1复合材料结构的应用 160

8.2.2复合材料结构铆接的特点 161

8.3复合材料结构的电磁铆接准备 164

8.3.1铆钉选择 164

8.3.2垫圈制作 165

8.3.3刀具选择 166

8.4复合材料结构的电磁铆接相关试验设备 167

8.4.1加工设备 167

8.4.2铆接设备 167

8.4.3测孔仪器 168

8.5复合材料试件设计及制作 168

8.5.1试件设计 168

8.5.2试件制作 169

8.6复合材料制孔工艺 170

8.6.1制孔特点 170

8.6.2制孔缺陷分析 171

8.6.3制孔刀具参数 172

8.6.4制孔工艺参数 173

8.6.5孔口缺陷的抑制措施 174

8.6.6钉孔质量检测及尺寸测量 174

8.7复合材料结构的施铆 176

8.7.1铆接 176

8.7.2干涉量测量 177

8.8复合材料结构的损伤检测方法 177

第9章 复合材料结构的电磁铆接工艺参数 179

9.1引言 179

9.2工艺参数试验条件 179

9.3垫圈几何尺寸 180

9.3.1垫圈几何参数的选择 180

9.3.2试验结果及分析 181

9.4钉孔间隙 185

9.4.1钉孔间隙的选择 185

9.4.2试验结果及分析 186

9.5铆钉外伸量 188

9.5.1铆钉外伸量的选择 188

9.5.2试验结果及分析 189

9.6复合材料夹层厚度 191

9.6.1复合材料夹层厚度的选择 191

9.6.2试验结果及分析 191

9.7铆模几何构型分析 192

9.7.1钉头模 192

9.7.2镦头模 193

9.8复合材料双埋头结构电磁铆接工艺分析 196

9.8.1复合材料平面双埋头结构电磁铆接工艺 196

9.8.2复合材料斜面双埋头结构电磁铆接工艺 202

9.9复合材料干涉配合连接失效分析 204

9.9.1复合材料层合板渐进损伤有限元模型 205

9.9.2复合材料干涉连接失效分析与验证 208

9.9.3干涉量对接头强度的影响 213

参考文献 215