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带偏心的铆接和螺接接头
作者: 发布于:2016-06-14 17:43:20 点击量:

    薄板之间的单搭接接头在各种结构中都有应用。重叠的薄板通过多个紧固件(铆钉或螺栓)连接起来。这种接头的种类很多,涉及到材料、材料厚度、紧固件类型、紧固件位置的模式(多少排和每排多少个紧固件)、孔直径、紧固件之间的距离、连接工艺等。这里应该提到关于紧固件的一些主要方面。

    螺栓在孔内通常为间隙配合,而板之间的夹紧可以通过螺栓拧紧来控制。铆接是通过铆钉的变形过程,将孔填充并产生压盖头(也称为打人头)而实现的。实心铆钉通常采用与薄板或板材相似的合金。铆接接头很久以前就已经应用于钢结构(如桥梁、起重机、船舶等),也应用于铝合金结构,特别是飞机结构。通过锤击或挤压实现铆接。相比于锤击,挤压没有噪声。此外,挤压能够采用自动化的生产过程实现,获得更加均匀的制造质量。

    凸头铆钉是较老的一种,也经常采用球形的头。采用沉头铆钉是为了在接头的一侧得到平整的表面,由于空气动力学或水动力学原因,这可能是需要的。沉头孔的应力集中系数比凸头铆钉的圆柱孔要大。在铆接过程中,施加在铆钉上的力将铆钉材料压入铆钉孔。孔的填充效果取决于铆接力,也称为挤压力。如果力较小,孔仅被填充而已。但如果采用一个较大的力,孔被塑性胀大,整个铆钉与孔之间获得了更好的接触效果,这导致了更好的疲劳性能,见后续讨论。

    已发展了应用于飞机结构的几种紧固件,以实现特殊口的,如简单和快速安装、好的疲劳性能和高的静态剪切强度。高锁紧固件就是一个例子。为了实现对孔的良好填充,高锁紧固件通常采用轻微的干涉配合来安装。这种紧固件采用高强钢或钦合金制造,以得到高的静态剪切强度。在螺栓上安装螺母是从一侧完成的。螺母包含两部分,一个作为真实螺母的安装环,和一个六边形的扳手件。在安装过程中,用六边形扳乎件拧紧螺母直到扳手件从螺母上剪断。于是,就施加了一个得到严格控制的高扭矩,它保证了薄板高锁紧固件高度夹紧,并有高的强度和好的疲劳性能。当然,这样的紧固件比常规铆钉或螺栓更贵。多种高科技紧固件能在市场上买到。

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