航空复合材料结构铆接技术综述

当前复合材料已成为飞机结构最主要的材料之一，然而我国复合材料应用与世界先进水平相比还存在一定差距，典型特征是复合材料用量占比较低。和金属结构相比，连接是复合材料结构制造与装配的薄弱环节，复合材料各向异性、脆性等特点决定了其连接面临的问题更复杂。复合材料结构采用铆接对于飞机减重、控制制造成本具有积极作用，但复合材料铆接易产生损伤，限制了其在关键连接部位应用。对航空复合材料结构铆接技术的应用进行了系统介绍，包括铆接工艺及方法、复材铆接结构形式和复材铆接所用紧固件；指出铆接过程中复合材料产生损伤的3个主要方面：制孔过程的损伤，铆接过程复合材料结构表面承受的冲击损伤，以及镦头成形、钉杆膨胀时对复合材料的挤压损伤；重点针对安装过程对复合材料造成的冲击损伤、铆钉膨胀对复合材料造成的挤压损伤进行分析并提出相应的解决措施，主要从减小钉杆膨胀对复材的挤压程度、对复合材料采取保护措施两个方面入手；对比研究结论认为，制定合理的工艺规范、采用先进的铆接工艺方法和重视垫圈的保护作用可以有效抑制复材铆接损伤、提高复材铆接质量。最后，对复合材料铆接技术的发展提出了展望。