复合材料连接技术进展_黄志超(4)

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的连接与胶接同时使用。最常用的是胶-螺混合连接，已在航空、造船等领域大量应用。LiGang［19］对复合材料胶接、螺栓连接及胶-螺混合连接三种连接形式进行了对比研究，发现胶-螺混合连接的强度相比单一连接有很大提高。

根据胶层的固化情况，复合材料胶-螺混合连接一般有两种制作工艺，马毓［20-21］通过试验研究，得到两种不同制作工艺对接头传力机理和承载力的影响关系，并进一步推导了承载力计算方法，分析了混合连接中胶接、螺栓连接各自的承载情况，提出一些优化胶-螺混合连接的依据。

单搭接接头的连接效率较低，有时不能用于主承力结构，因此混合连接接头常采用双搭接形式。混合连接中胶层和螺钉都能够传递一定的载荷，但胶层与多钉混合连接时复合材料结构的连接性能分析和计算存在较大困难，有待更深入的研究。

复合材料混合连接比较复杂，但能够传递更大的载荷、接头密封性更好，对于结构的破损-安全性、接头的安全裕度以及结构的修补都有很大提高，是今后复合材料连接技术发展的一种趋势。

6冷碾铆接

20世纪后期，瑞士贝瑞克公司率先将摆动碾压原理运用于铆接技术，开创了铆接技术领域的新革命。

冷碾铆接是用铆杆对铆钉局部加压，并绕中心连续摆动直到铆钉成型的铆接方法，根据铆接轨迹的不同，可将其分为摆碾铆接法和径向铆接法。摆碾铆接（图6（a））只是铆头沿着圆周方向摆动碾压；径向铆接（图6（b））原理相对复杂，其铆头运动轨迹呈即铆头不仅在圆周方向有运动，沿径向也在摆动碾压［22-23］。

目前关于复合材料冷碾铆接技术的研究很少，但复合材料属脆性材料且各向异性，预开孔孔边应力集中严重，采用传统铆接工艺的性能不太好，而冷碾铆接法可以有效地提高复合材料的铆接质量，这在很多情况下可代替螺栓连接。

与传统的机械连接相比，冷碾铆接需要的摆碾力很小，且使铆钉变形遵从金属自然流向，不会降低材料缺口冲击韧性、延展性，减少了铆钉墩头周围切向拉力过高的危险，更符合复合材料的开孔连接情况［24］。冷碾铆接应用范围广泛：可铆接低碳钢、中碳钢、不锈钢、铜、铝以及合金等各种铆钉；改变铆头形状，可铆接出各种形状的接头如图7［25］，这对于复合材料连接的复杂多变性更有优势。

图7碾压铆接各种适用形状示意图

Fig.7Schematicdiagramofallkindsofsuitable

shapeforrollformingandriveting

（a）摆碾铆接铆头运动轨迹

（b）径向铆接铆头运动轨迹

梅花状，铆头每次都要通过铆钉中心点，

图6冷碾铆接的两种形式

Fig.6Thetwoformsofcoldrolling

riveting

7各种连接形式的比较

前面介绍的复合材料连接形式只有胶接是通过结合面进行连接，其余都是贯穿厚度的连接，贯穿厚度

连接的优点是抗剥离应力和劈裂应力强，这也正是胶接形式的主要缺点。冷碾铆接在复合材料连接中应用较少，但冷碾铆接法优势很明显，具有很大的研究前景。各种复合材料连接比较见表1。

1）传统机械连接法，能够传递较大的载荷，连接技术比较成熟，使用广泛，

其综合性能已被广泛认可。