陈永当 李 楠 尉寄望 刘持栋 刘小冲

1. 西安工程大学机电工程学院，陕西 西安 710600；

2. 陕西省纺织科学研究院，陕西 西安 710038；

3. 西北工业大学材料学院，陕西 西安 710072

碳化硅陶瓷基复合材料(SiC-Ceramic Matrix Composites，简称SiC-CMCs)具有低密度、高比强、高比模、耐高温、抗氧化和抗烧蚀、对裂纹不敏感及不发生灾难性损毁等优良特性[1-3]，故SiC-CMCs(其中SiC通常包括C/SiC和SiC/SiC两类)在航空航天领域应用日趋广泛。且随着高性能、可重复使用的航空航天器的加速发展，大型复杂SiC-CMCs构件成为了未来装备发展的主要形式[4-5]，因此SiC-CMCs零部件的集成与装配成为了制备大型复杂构件的关键。

SiC-CMCs铆钉是一种标准结构件，通常采用以碳纤维为增强体的C/SiC陶瓷基复合材料制备，其在使用过程中主要发挥连接、固定、支撑、传递载荷等作用。典型的铆钉铆接结构如图1所示，铆钉穿过上下两个圆形试片中心的预制孔，两个试片被铆接并固定成一个整体。

图1 典型的铆钉铆接结构

已有众多学者就C/SiC陶瓷基复合材料铆钉剪切强度开展了研究。柯晴青等[6]1500研究了由不同直径的铆钉铆接的C/SiC陶瓷基复合材料的铆钉拔出性能，发现：当铆钉直径小于4.5 mm时，铆钉表现为断裂现象，接头为脆性破坏；当铆钉直径大于4.5 mm时，铆钉表现为拔出现象，接头为韧性破坏，且直径越大，被连接的复合材料的性能损失越大。刘永胜等[7]209-210对不同锥度C/SiC铆钉的铆接性能开展了数值模拟研究，发现复合材料铆接接头的几何参数与其破坏形式之间存在固有的关系。当铆接接头的锥度为2°，被连接板厚度为6.5 mm时，若铆钉的半径小于2.2 mm，则铆钉被拉断；……