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航空复合材料结构铆接技术综述 被引量：16
1
作者 曹增强 张铭豪 +2 位作者 谭学才 郭程翔 左都全 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期26-37,共12页
当前复合材料已成为飞机结构最主要的材料之一,然而我国复合材料应用与世界先进水平相比还存在一定差距,典型特征是复合材料用量占比较低。和金属结构相比,连接是复合材料结构制造与装配的薄弱环节,复合材料各向异性、脆性等特点决定了... 当前复合材料已成为飞机结构最主要的材料之一,然而我国复合材料应用与世界先进水平相比还存在一定差距,典型特征是复合材料用量占比较低。和金属结构相比,连接是复合材料结构制造与装配的薄弱环节,复合材料各向异性、脆性等特点决定了其连接面临的问题更复杂。复合材料结构采用铆接对于飞机减重、控制制造成本具有积极作用,但复合材料铆接易产生损伤,限制了其在关键连接部位应用。对航空复合材料结构铆接技术的应用进行了系统介绍,包括铆接工艺及方法、复材铆接结构形式和复材铆接所用紧固件;指出铆接过程中复合材料产生损伤的3个主要方面:制孔过程的损伤,铆接过程复合材料结构表面承受的冲击损伤,以及镦头成形、钉杆膨胀时对复合材料的挤压损伤;重点针对安装过程对复合材料造成的冲击损伤、铆钉膨胀对复合材料造成的挤压损伤进行分析并提出相应的解决措施,主要从减小钉杆膨胀对复材的挤压程度、对复合材料采取保护措施两个方面入手;对比研究结论认为,制定合理的工艺规范、采用先进的铆接工艺方法和重视垫圈的保护作用可以有效抑制复材铆接损伤、提高复材铆接质量。最后,对复合材料铆接技术的发展提出了展望。 展开更多
关键词 复合材料 机械连接 铆接工艺 损伤 电磁铆接
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电磁铆接技术在我国的发展与应用 被引量：1
2
作者 曹增强 郭程翔 +1 位作者 曹跃杰 曹勇 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第23期14-19,共6页
电磁铆接作为一种主要应用于航空航天制造领域的新型铆接工艺,在钛合金等难成形材料铆钉的铆接、复合材料结构铆接、干涉配合紧固件安装、接头寿命提高等方面和传统铆接相比具有明显优势。本文回顾了我国电磁铆接技术发展的历程,介绍了... 电磁铆接作为一种主要应用于航空航天制造领域的新型铆接工艺,在钛合金等难成形材料铆钉的铆接、复合材料结构铆接、干涉配合紧固件安装、接头寿命提高等方面和传统铆接相比具有明显优势。本文回顾了我国电磁铆接技术发展的历程,介绍了电磁铆接技术的特点,分析了国内电磁铆接技术发展应用中存在的问题,认为开展电磁铆接技术的应用研究和制订电磁铆接工艺规范已成为我国电磁铆接技术发展的当务之急;提出进行电磁铆接技术应用研究、编制电磁铆接工艺规范、研制自动化电磁铆接系统、应用电磁铆接技术进行绿色装配4个发展方向;认为进一步推广和应用电磁铆接技术是推动航空工业实现绿色装配和智能装配的必由之路。 展开更多
关键词 电磁铆接 复合材料 长寿命 飞机装配 干涉配合
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基于电磁加载的新型中应变率动态拉伸测试系统与试验方法
3
作者 曹跃杰 曹增强 +1 位作者 李想 张铭豪 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第23期30-36,共7页
以轻金属和复合材料为代表的新型航空航天结构材料在中应变率环境下的动态力学行为和相关失效机理研究受到越来越多的关注。为了充分探究新型结构材料性能与应变率之间的对应关系,在电磁铆接系统的基础上研发了一种可以实现中应变率动... 以轻金属和复合材料为代表的新型航空航天结构材料在中应变率环境下的动态力学行为和相关失效机理研究受到越来越多的关注。为了充分探究新型结构材料性能与应变率之间的对应关系,在电磁铆接系统的基础上研发了一种可以实现中应变率动态拉伸测试的新型试验系统,为金属和复合材料及其连接结构进行动态性能测试提供了一种科学高效的试验方法。首先介绍了电磁加载装置的基本原理和功能特点,分别对加载系统、控制系统和数据采集系统进行了详细说明;其次介绍了动态加载测试过程不同参数下对应力学响应的变化及其重复试验下的一致性结果,进而验证了整个测试系统的稳定性和可靠性;最后采用该系统测试了不同应变率下2024–T6铝合金的力学特性。测试结果表明,电磁加载动态拉伸测试系统可以准确地反映出应变率变化对2024–T6铝合金性能的影响,这为新型航空材料进行服役环境下的结构安全性研究提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 电磁加载 动态拉伸 中应变率 航空铝合金 复合材料
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单人操作型电磁铆枪研制
4
作者 曹勇 郭程翔 +1 位作者 张铭豪 左都全 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第23期37-42,共6页
电磁铆接技术可以解决大直径、难成形材料铆钉铆接难题。与风动铆枪相比,由于增加了减振系统,导致电磁铆枪体积较大,一般只能用于结构开敞部位的铆接。为了解决电磁铆枪在不开敞结构中应用受限的问题,研制了铆枪与顶铁一体化的单人操作... 电磁铆接技术可以解决大直径、难成形材料铆钉铆接难题。与风动铆枪相比,由于增加了减振系统,导致电磁铆枪体积较大,一般只能用于结构开敞部位的铆接。为了解决电磁铆枪在不开敞结构中应用受限的问题,研制了铆枪与顶铁一体化的单人操作型电磁铆枪。首先,分析了电磁铆接工作原理;其次,开展了铆枪的钳形顶铁、铆钉夹持系统、铆枪减振系统与散热系统的结构设计,并通过有限元模拟分析验证了钳形顶铁的强度和刚度;最后,使用该铆枪进行了铆接能力试验,并测试了铆接力。试验表明,该铆枪可以成形Φ4 mm以下的钛铌铆钉,镦头尺寸有较好的重复性,并且该铆枪的结构强度也安全可靠。 展开更多
关键词 电磁铆枪 电磁铆接 单人操作 结构设计 一体化结构
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高层建筑灭火弹电磁弹射系统研发 被引量：2
5
作者 魏凌峰 曹增强 +3 位作者 吴蓉 党成龙 郑国 张铭豪 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第4期519-523,共5页
分析高层建筑灭火弹设备的现状,指出存在的问题,提出利用电磁力发射灭火弹。介绍了灭火弹电磁弹射原理、设备总体组成和工作过程。利用ANSYS Electronics仿真软件对电磁力进行了仿真。电磁弹射系统的研发弥补了现有灭火弹设备在高层建... 分析高层建筑灭火弹设备的现状,指出存在的问题,提出利用电磁力发射灭火弹。介绍了灭火弹电磁弹射原理、设备总体组成和工作过程。利用ANSYS Electronics仿真软件对电磁力进行了仿真。电磁弹射系统的研发弥补了现有灭火弹设备在高层建筑灭火方面的不足,为高层建筑快速灭火救援提供了一种新的解决方案。 展开更多
关键词 消防 消防炮 电磁弹射 高层建筑 灭火弹
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基于电磁加载的孔动态冷挤压强化方法 被引量：1
6
作者 郑国 曹增强 黄新平 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第23期87-93,共7页
为了提高开孔结构的疲劳寿命,提出了一种基于电磁加载的动态冷挤压方法。试验对比了动态冷挤压和传统冷挤压的疲劳寿命增益,对挤压阻力和冷挤压前后孔的几何尺寸进行了测量,同时对动态冷挤压和传统冷挤压试件的疲劳寿命进行了评估,并对... 为了提高开孔结构的疲劳寿命,提出了一种基于电磁加载的动态冷挤压方法。试验对比了动态冷挤压和传统冷挤压的疲劳寿命增益,对挤压阻力和冷挤压前后孔的几何尺寸进行了测量,同时对动态冷挤压和传统冷挤压试件的疲劳寿命进行了评估,并对疲劳破坏机理及增寿机理进行了探讨。结果表明,与传统冷挤压相比,动态冷挤压能显著降低挤压阻力,且冷挤压后孔径沿轴向分布更加均匀。在疲劳试验中,动态冷挤压的试件比传统冷挤压的试件具有更高的疲劳寿命,特别是在高载荷水平下动态挤压疲劳寿命增益更明显。此外,通过疲劳断口观察发现动态冷挤压试件往往会出现多个疲劳源,且疲劳裂纹一般沿水平方向扩展,而传统冷挤压试件的疲劳裂纹一般萌生于芯棒入口处并向出口处扩展,说明动态冷挤压方法可能会沿轴向得到比静态方法更加均匀的残余应力,因此提高了开孔结构的疲劳寿命。 展开更多
关键词 冷挤压 开孔结构 电磁加载 疲劳寿命 裂纹扩展
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线圈式电磁炮放电回路参数研究
7
作者 张铭豪 曹增强 +3 位作者 郑国 袁昕宇 李想 杜蒙 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2022年第4期1-8,48,共9页
线圈式电磁炮利用线圈间电磁感应产生的电磁斥力完成炮弹的发射,追求电磁炮更大的发射能力一直是当前研究的热点。设计了一种线圈式电磁炮,针对其控制系统的放电回路建立了等效电路和电磁力的数学模型。为准确分析放电回路各个参数对线... 线圈式电磁炮利用线圈间电磁感应产生的电磁斥力完成炮弹的发射,追求电磁炮更大的发射能力一直是当前研究的热点。设计了一种线圈式电磁炮,针对其控制系统的放电回路建立了等效电路和电磁力的数学模型。为准确分析放电回路各个参数对线圈间电磁力的影响,利用有限元分析和试验研究相结合的方法研究了不同参数对电磁发射力的影响。研究结果表明,放电回路参数和加载线圈匝数、线圈温度等对线圈间产生的电磁力均有不同程度的影响。通过对这些影响因素的研究分析,给出了提高电磁发射能力的方法和改进措施,并通过试验验证了研究结果的可靠性。 展开更多
关键词 电磁加载 线圈 数值建模 参数研究
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基于电磁加载的霍普金森杆入射波控制参数研究
8
作者 张铭豪 曹增强 +2 位作者 黄新平 袁昕宇 郭映江 《现代应用物理》 2022年第2期91-95,共5页
霍普金森杆技术已广泛应用于材料的动态力学测试领域,然而现有采用空气炮加载的霍普金森杆存在诸多弊端。电磁铆接技术中,利用电磁加载的铆枪能产生可控可调的应力波,本文提出采用电磁铆接设备加载系统产生的应力波作为霍普金森杆的入... 霍普金森杆技术已广泛应用于材料的动态力学测试领域,然而现有采用空气炮加载的霍普金森杆存在诸多弊端。电磁铆接技术中,利用电磁加载的铆枪能产生可控可调的应力波,本文提出采用电磁铆接设备加载系统产生的应力波作为霍普金森杆的入射波来对试件进行加载,并基于ANSYS Maxwell软件对电磁力产生的入射波的影响因素进行了探讨。结果表明,取消电磁铆接设备加载系统的续流二极管,可获得满足霍普金森杆试验的入射波,并可通过调节电压和电容,实现对入射波波形的精确控制。 展开更多
关键词 霍普金森杆 电磁加载 应力波 波形控制
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不同铆枪干涉螺栓安装效率及噪音对比研究 被引量：2
9
作者 王晓荷 曹增强 +3 位作者 张铭豪 李想 袁昕宇 杜蒙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期127-134,共8页
为解决采用传统方法安装干涉配合紧固件存在的安装噪音大及大相对干涉量紧固件无法安装等问题,提出了基于电磁铆枪的安装工艺方法。首先,分析了电磁铆枪的隔振降噪原理及结构设计。然后,选用型号为HER 60A、HER100C的电磁铆枪和型号为M0... 为解决采用传统方法安装干涉配合紧固件存在的安装噪音大及大相对干涉量紧固件无法安装等问题,提出了基于电磁铆枪的安装工艺方法。首先,分析了电磁铆枪的隔振降噪原理及结构设计。然后,选用型号为HER 60A、HER100C的电磁铆枪和型号为M0801、RRH 08P-TS的风动铆枪分别对相对干涉量为0.5%、1.0%和2.0%的钛合金高锁螺栓进行了干涉安装实验,分别测试了电磁铆枪和风动铆枪的安装效率、安装质量和安装噪音。结果表明,与风动铆枪相比,电磁铆枪均可实现一次安装,安装效率更高,并且解决了飞机制造中风动铆枪无法安装大相对干涉量紧固件的难题。在噪音对比测试中,电磁铆枪的等效声级远低于风动铆枪,基于电磁铆枪的安装方法能较好地解决干涉螺接噪音过大的问题。 展开更多
关键词 电磁铆枪 干涉配合 高锁螺栓 干涉量 噪音
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