CFRP电流辅助铆接的连接域热响应建模与验证

摘要：

钛合金铆钉变形时易不均匀、易开裂,在碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)铆接过程中引入脉冲电流作用,软化铆钉并改善其塑性.研究了连接域内的热响应机制与温度场分布,基于能量守恒、焦耳热定律、热传导定律构建了静态焦耳热模型表征稳态换热铆接工况下的CFRP温度,考虑铆接过程电流波动、温度分布不均和热区域分散性建立了动态温度场模型预测铆接过程温升.结果 表明..CFRP孔周一定辐射半径范围处温度与钉中心温度线性相关,模型准确模拟出了40 s内的过程温度.静态模型在11％误差以内精准预测了中心饱和温度,动态模型模拟的温升趋势与实测温度值吻合较好.热量传递的滞后性使得动态模型对快速温升时的温度预测存在误差,该误差随电流密度变大而增加,最大达17.15％.接头损伤评估表明过程温度控制在150℃内时可获得质量合格的铆接接头.

关键词：铆接;电流辅助;热响应;建模;碳纤维增强复合材料(CFRP)

所属期刊栏目：42

分类号：V262.4+11(航空制造工艺)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项资金

在线出版日期：2021-11-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：374-387