齐振超 肖叶鑫 王星星 陈文亮

1.南京航空航天大学机电学院，南京，2100162.中国航发湖南动力机械研究所，株洲，412002

0 引言

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer，CFRP)具有高比强度、高比刚度特点，在航空、航天领域中得到了广泛应用。飞机复合材料结构连接中常选用高电位的钛合金材质紧固件以减少装配组件间的电位腐蚀[1]，但钛合金铆钉在铆接过程中存在变形抗力大、变形不均匀的问题，因此工程上多使用较易成形但价格相对昂贵的抽芯铆钉。同尺寸级的普通铆钉相比空心的抽芯铆钉在连接质量上有着明显优势，但普通铆钉受限于压铆设备的尺寸大小和施工开敞性，大直径普通铆钉难以压铆，而电热效应为拓宽普通铆钉适用范围提供了一种可能。目前，利用电热效应推动金属变形的技术在金属材料的弯曲[2]、轧制[3]、旋压[4]等成形工艺中都有成功的应用。在传统铆接工艺中引入电流处理工艺，能够改善高强高硬的钛合金铆钉压铆成形性能，也已被证实在自冲铆过程中确实可以减小先进高强度钢的塑性变形阻力[5]，但该工艺的成熟应用与接头连接质量的保证还有待诸多方面的检验。

在电流辅助铆接工艺中，金属紧固件铆接会经受大幅值的电流作用，材料内部有剧烈的焦耳热响应并存在大量微观电子交互行为，在极速温升和铆接成形后，历经空冷，最终形成紧固接头。区别于传统铆接，该新铆接工艺中额外增加了电、热物理场作用，国内外已有大量学者发现电、热对金属材料特性有显著影响。……