铝锂合金同异质自冲铆接头静力学性能研究
何晓聪程强卢毅
张先炼
（昆明理工大学机电工程学院，昆明650500）
文摘以1420铝锂合金（AL1420）为载体制备其同质及其与H62铜合金（H62）、Q215镀锌钢（Q215）和TA1工业纯钛(TA1)异质单搭自冲铸接头。通过静力学试验分析各种接头的静失效载荷及能量吸收性能：就其失效模式分析推断其宏观失效机理。结果表明：TA1-AL1420接头静失效载荷最高，Q215-AL1420接头能量吸收性能最强；除TA1-AL1420接头外，其余各组接头失效位移呈现出的大小规律与能量吸收值的高低规律一致。当上下板材届服强度相差不大时，接头的失效模式均为下板与铆钉分离；相差较大时，主要以屈服强度较低板断裂失效。
关键词自冲铆，铝锂合全，静失效载荷，能量吸收
中图分类号：TH131.1
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2016.02.017
StaticProperties ofSelf-PiercingRivetedJoints inSimilar or
DissimilarSheetsAboutAluminum-LithiumAlloy
ZHANG Xianlian
HEXiaocong
LUYi
CHENGQiang
(Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500)
Abstract 1420 aluminum-lithium alloy sheets (AL1420) with itself, H62 copper alloy sheets (H62), Q215 gal-vanized steel sheets (Q215) and TA1 industrial pure titanium sheets (TA1) were applied to fabricated different types of single-lap self-piercing riveted joints. The static failure loads and energy absorption properties of the joints were ana-lyzed using the static tests, and the macroscopic failure mechanisms were discussed and inferred based on the failure modes of the joints. The results show that : TA1-AL1420 joints have the highest static failure loads, and Q215-AL1420 joints possess the optimum energy absorption properties; except for TA1-AL1420 joints, the laws of the failure displace ments are consistent to those of the energy absorption values -for the other type joints.When the gap of the yield strengths between the upper and lower sheets was small, the failure modes of the joints were the lower sheets separated with the rivet; when it was large, the joints mainly failed due to the sheets with lower yield strength fractured.
Key wordsSelf-piercing riveting,Aluminum-lithium alloy,Static failure strength,Energy absorption
0引言
近年来，对结构轻量化的需求日益提高，铝锂合金等新轻型材料逐渐被应用于汽车、船舶及航空等工业中。铝锂合金是高比强度及比模量的合金；采用铝锂合金替代传统结构材料，可使构件结构质量减轻 15%，刚度提高15%~20%[1)。且较先进复合材料而言，铝锂合金有明显的价格优势。但是采用传统电
阻电焊等技术很难甚至不能对其实现连接；而搅拌摩擦焊、激光焊接、自冲铆接、压印连接及结构粘接等薄板材料连接新技术可以对其实现有效连接[2-3]。作为其中之一的自冲铆接是一种快速机械冷连接技术，其连接主要依靠铆接过程中上下板材及铆钉的塑性变形和回弹所形成的机械内锁来实现(4]。
目前国内外学者已经对自冲铆接技术进行了
收稿日期：2015-09-14
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51565023；51565022）：云南省教育厅科学研究基金重大专项项目（ZD201504）
作者简介：张先炼，1992年出生，硕士研究生，主要研究方向为幕板材料连接新技术。E-mail：alisn4gd@163.com 通讯作者：何晓聪，教授，博导，主要从事薄板材料连接新技术研究。E-mail；xinocong_he126.com
76 万方数据
宇航材料工艺
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2016年第2期