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    壓鉚螺釘壓鉚過程階段的劃分

    壓鉚螺釘壓鉚過程階段的劃分

      針對壓鉚螺釘鉚接的簡化模型,分析其壓鉚過程。設沖頭初速度為0,整個壓鉚過程由沖頭接觸壓鉚螺釘開始,到壓鉚螺釘發生塑性變形,完全成形為止。這個過程被劃分為5個階段:

      階段1此階段以沖頭接觸壓鉚螺釘開始,隨著位移的增長,壓鉚力逐漸增大,使得壓鉚螺釘開始發生變形,釘桿整體鐓粗。當釘桿接觸到鉚接件時,這個階段結束。因此此階段只涉及到壓鉚螺釘的變形,壓力尚未傳遞到鉚接件,不考慮鉚接件的受力變形。鉚釘最初階段受力圖見圖1所示。

    壓鉚螺釘最初階段受力圖

    圖1    壓鉚螺釘最初階段受力圖

      階段2此階段以壓鉚螺釘桿接觸鉚接件的邊緣開始,隨著沖頭位移的增加,壓鉚螺釘與孔內壁接觸區域開始變大,直到應力在鉚接件厚度上均勻分布,階段2就結束了。

      此時鐓粗的壓鉚螺釘桿與鉚孔的圓周面充分接觸,尚未形成鐓頭,壓鉚螺釘中的金屬以向下流動為主,近似于擠壓型的金屬流動。如圖2所示,在釘桿與孔周的接觸面,擴張力f'的方向垂直于釘桿與孔周接觸面的方向,摩擦力f的方向是與鉚釘軸線平行的作用點所在處的接觸面的切線方向。

    釘桿下部受力圖

    圖2   釘桿下部受力圖

      階段3隨著沖頭位移的增加,壓鉚螺釘頭部開始局部鐓粗,形成鐓頭,接觸到鉚接件的金屬板面。壓鉚螺釘頭與鉚接件之間的接觸區域的摩擦力使得金屬流動發生改變。同時鉚接件因為受到鐓頭的壓力開始發生變形。當鐓頭達到目標尺寸后,沖頭停止移動。在此階段,鉚接件不僅在孔周圍受到壓鉚螺釘膨脹帶來的壓力,而且鉚釘鐓頭開始接觸到鉚接件,受到鐓頭的壓力作用和鐓頭延展帶來的摩擦力作用。接觸面包括鉚釘鐓頭和鉚接板的接觸、壓鉚螺釘和孔之間的接觸等。設此時鉚釘桿中的金屬向下流動已趨于飽和,向兩側的金屬流動為主要流動方式,如圖3所示。

    鐓頭形成金屬

    圖3    鐓頭形成金屬流動示意圖

      階段4沖頭位移減小,載荷降低。但壓鉚螺釘鐓頭仍然與沖頭相接觸,壓鉚螺釘彈性回復。

      階段5沖頭離開壓鉚螺釘,壓鉚過程結束。

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