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随着飞机结构中复合材料和钛合金材料用量的日益增多,钛合金铆钉的应用也越来越广泛。现有的铆接技术,如自动钻铆和电磁铆接等,在解决钛合金材料铆钉连接时还存在一定的缺陷。超声振动辅助是一种改善材料变形机制、降低屈服强度、提高塑性极限的成形方法。本论文通将超声振动技术应用到传统压铆工艺上,采用有限元与试验相结合的分析方法,研究超声振动辅助对钛合金铆钉铆接变形的影响。 本论文依据超声振动系统设计理论,通过模态分析方法验证阶梯形变幅杆与工具头在激振频率下能产生系统所需的纵向振动;结合位错理论和非局部弹塑性理论,分别从微观与宏观角度总结超声振动对材料塑性变形影响机理;在 ABAQUS仿真平台上,建立超声振动辅助铆接有限元模型,分析加载速率对压铆力的影响规律;搭建基于超声振动辅助电子万能试验机铆接平台,以压缩位移为控制变量,分析了超声振动对铆接力、干涉量、材料显微组织的影响,并通过仿真与试验数值的对比验证了仿真分析的有效性; 超声振动辅助铆接工艺方法降低了铆钉的成形力、改善了铆接结构干涉量分布,该方法的提出为解决难成形铆钉材料的连接提供了新的技术基础。