曾 超，薛九天，田 威，罗少敏

(1.贵州理工学院航空航天工程学院，贵阳 550003； 2.南京航空航天大学机电学院，南京 210016)

铆钉连接在航空制造领域被大量使用，特别是在飞机的压力机身上，连接质量的可靠性对于保证机身结构的使用寿命具有重要意义。研究表明，干涉连接或挤压强化等方法可以在连接孔壁产生一层残余压应力，对连接件的疲劳延寿效果显著[1-2]。对于搭接接头，由于两端载荷不共线而产生的附加弯矩对于结构的疲劳特性具有重要影响[3]。这种弯曲效应在学术上又被称为次弯曲或第二弯曲。

关于残余应力对接头疲劳特性的影响，Skorupa等[4-5]研究了板材材料、铆接紧固件类型和材料、制造工艺等几个生产变量对铆接搭接接头疲劳性能的影响，同时也关注到了次弯曲对连接接头的疲劳特性产生一定的影响。通过不同压铆力作用可以得到不同的钉/孔挤压干涉量，从而对结构疲劳力学性能产生不同的影响[6]。研究表明，通过控制成形铆钉头高度可以显著影响钉孔界面的应力状态分布，从而有效改善铆接结构的抗疲劳性[7]。然而，不同的生产变量和设计参数可以在铆接件内产生不同的残余应力特征，有时较小的铆接力(对应较小的成形钉头直径-变形前钉杆直径比)甚至可能在孔壁引起有害的残余拉应力。就孔周围的压缩残余应力而言，虽然铆接钉杆膨胀的弹塑性变形力学模型与冷挤压强化极为相似[1]，但与冷挤压产生残余应力相比，准确地研究铆接搭接头的残余应力是比较困难的，因为铆接涉及大塑性变形，同时叠层板间的应变/应力无法用常规方法直接测量，特别是在铆钉头下面和贴合面上。……