考虑应变率差异的铆接仿真建模和实验研究

张 帅，赵 琪，王 华

（1.上海交通大学 上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室，上海 200240；2.上海飞机制造有限公司，上海 201324）

1 引言

飞机结构通常是由多个零部件通过连接技术形成完整的整体结构，机械连接具有安全、可靠、传递载荷大等其他连接方式所不可替代的优点，是飞机结构中大量广泛使用的连接方式，其中铆接方式应用最为普遍[1]。铆接的质量对于连接件的疲劳性能和服役寿命有着重要的影响，是影响飞机安全性能的关键。铆接干涉量作为评价铆接质量的关键指标，是铆接生产中核心的控制内容。

对于铆接干涉量的合理控制和最佳干涉量的寻求，国内外学者做了大量的研究，常用的研究方法有理论方法和有限元仿真方法。实际生产中由于节拍快，铆接时间短，冲击影响大，纯理论的方法需要假设较多条件、计算复杂，而且与实际结果往往存在相当差距[2]。因此，能够直观的反应铆接中材料变化特点的有限元仿真方法获得大量的应用[3]。文献[4]对铆接的弹性变形、塑性变形和弹性回弹这3个阶段建立数学模型，并使用有限元分析软件ABAQUS模拟压铆过程。文献[5]利用有限元方法建立沉头铆钉铆接模型并依据应力时间变化曲线对于铆接变化过程进行了数值模拟分析。文献[6]通过建立有限元分析模型，进行了连接件的寿命试验与分析，获得评价连接类型、接触特性、连接件几何参数、连接材料的数据指标。文献[7]建立两种铆钉头几何形状有限元模型，并在正反铆接工况下，分析对比上下板孔周围残余应力和应变，得出铆钉钉头形状可以改善铆接质量的结论。……