飞机复合材料结构装配连接技术.pdf

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1、飞机复合材料结构装配连接技术AssemblyandFasteningTechnologyforCompositesStructureinAircraft哈尔滨飞机工业集团有限责任公司常仕军肖红侯兆珂董楹常仕军毕业于西北工业大学航空字航制造工程专业，现为中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司主管工艺员。主要从事直升机和通用飞机的胶接、铆接、总装工艺指导工作。近年来，复合材料以其较高的比强度、比模量、较好的延展性、热膨胀系数小、抗疲劳能力和抗振能力强、抗腐蚀、独特的耐烧蚀性、各向异性和可设计性等特点，以及采用共同化、共胶接为核心的整体成型技术；能够大幅度地减少零件、紧固件和模96航空制造技术·2

2、010年第6期随着复合材料在飞机结构上应用比例的大幅度提高，复合材料结构装配连接方面存在的问题逐渐突出。与国外飞机制造公司相比。我国复合材料结构制造装配基础差、技术水平低，复合材料结构装配连接技术已成为我国飞机研制过程中的关键技术之一。具数量，简化装配工序，提高整体结构的综合性能，缩短生产周期，降低制造成本，成为新一代飞机机体结构四大主要材料之一。从空客A380飞机上复合材料用量占机体重量的25％，到波音787飞机的50％，再到A350的52％，复合材料在机体结构上的应用以年均9％的速率增长[1-210随着复合材料在飞机结构上应用比例的大幅度提高，复合材料结构装配连接方面存在的问题逐渐突出。

3、与国外飞机制造公司相比，我国复合材料结构制造装配基础差、技术水平低，复合材料结构装配连接技术已成为我国飞机研制过程中的关键技术之一。复合材料结构装配连接方法由于受实际生产中复合材料成型工艺技术水平的限制，并考虑到设计、工艺、维修、运输等方面的需求，从制造、装配、使用和维护的实际需要出发，复合材料结构设计还保留着大量的设计分离面和工艺分离面，这些分离面需要在装配阶段与其他复合材料结构件或金属结构件进行装配连接。与金属结构相比，复合材料层间强度低、抗冲击能力差等弱点【3J，决定了其结构的装配连接难度大、技术要求高。合理和灵活地运用复合材料的连接形式及方法，是提的主要形式，铆接连接就是利用铆钉的塑

4、性变形而产生的夹紧力，使2个零件成为一个整体。其主要工艺流程是：制铆钉孔-+锪埋头窝一放钉一压紧铆接件一形成镦头一完成铆接一检查。常见的铆接方法有压铆和锤铆14]。压铆是利用挤压力而形成镦头的铆接方法，其主要特点有：·铆钉杆在形成过程中膨胀较均匀，对孔的填充较好；·钉杆端头镦粗也比较均匀，能控制镦头一定的高度，不易发生鼓包、压伤、铆缝下陷及其他表面缺陷；·铆接时零件紧密贴合，外形好，连接强度较高；·劳动强度低，无振动和噪声，有利于复合材料结构件的铆接，可防止复合材料的局部损伤。高复合材料结构件强度、减轻结构重·便于拆装，可重复装配。锤铆就是在铆接过程中，用铆枪量、充分发挥复合材料优异特性的重

5、机械连接的缺点是：或榔头锤击铆卡，铆卡锤击铆钉，产要条件之一。·复合材料结构件装配前钻孔困生间隙冲击力和顶铁的反作用力，使复合材料零件之间或复合材料难，刀具磨损快，孔的出口端易产生铆钉杆镦粗而形成镦头的铆接方法。与金属零件之间的装配连接，通常有分层；锤铆分为正铆和反铆2种，正铆法是机械连接、胶接和混合连接3种方法。·开孔部位引起应力集中，强度用顶铁顶住铆钉头，铆卡锤击铆钉杆在复合材料连接工艺技术中，选局部降低，孔边易过早出现挤压破而形成镦头的铆接法；反铆法则是用何种连接方法，主要是根据实际坏；用顶铁顶住铆钉杆，用铆卡锤击铆钉使用要求而定的。一般来讲，当承载·金属紧固件易产生电化学腐头的铆接方

6、法。正铆铆接变形小，表较大、可靠性要求较高时，宜采用机蚀，需采取防护措施；面质量好，铆接强度较高，适于薄壁械连接；当承载较小、构件较薄、环·复合材料结构在实施机械连接复合材料结构件的铆接；但劳动强境条件不十分恶劣时，宜采用胶接连过程中易发生损伤；度大，顶铁较重，铆接件不易自动压接；在某些特殊情况下，为提高结构·增加紧固件或铆钉的重量，连紧，容易使铆缝产生间隙，层压复合的破损一安全特性时，可采用混合连接效率低。材料易产生分层缺陷。反铆顶铁较接。按照所用紧固件及连接工艺的轻，能促使铆接件贴紧，削除铆接件1机械连接不同，机械连接又可分为铆接、螺接间的间隙，但铆接件易变形，铆钉处复合材料的机械连接是

7、指将复和专用紧固件连接。其中铆接是一会产生局部凹陷，容易导致薄壁复合合材料被连接件局部开孔，然后用铆种不可拆卸的连接；螺接可传递大材料结构件产生裂纹，铆接件表面易钉、销钉和螺栓等将其紧固连接成整载荷，便于装卸，其安装工艺基本与产生伤痕，不光滑。体。在复合材料的连接中，机械连接金属结构相同；为了满足某些特殊复合材料结构件铆接时，铆钉杆仍是主要的连接方法。要求，如在结构不开敞、难于触及、密的镦粗使孑L区产生较大的