机械工程学报

作者：于萌辰, 宋彰桓, 张铭豪, 霍鲁斌, 曹勇, 曹增强

单位：1. 西北工业大学机电学院 西安 710072;2. 航天材料及工艺研究所 北京 100076;3. 陕西大工旭航电磁科技有限公司 西安 710100

关键词：空心铆钉,机械连接,电磁铆接,电磁铆枪,有限元仿真；

基金：航空科学基金(2024Z048053001),陕西省重点研发计划(S2022-YF-GXZD-0020),中央高校基本科研业务费基础研究基金(D5000240092),西北工业大学博士论文创新基金(CX2024011)资助项目。

基于电磁加载原理的电磁铆接技术是一种能够实现精确调节加载幅值、脉宽且具有良好一致性和重复性的铆接工艺。为拓展电磁加载方式在封闭/半封闭结构单向连接的应用，实现难成形材料空心铆钉的高质量、高一致性拉铆成形，研制了一款基于电磁加载的手持式钛螺纹空心铆钉安装设备，该设备能够通过旋转机构旋入旋出铆钉，同时具备平头和弯头拉铆两种拉铆方式，可以实现正常工况以及狭窄工况下空心铆钉的单向安装。使用该设备在不同铆接电压下进行安装工艺试验并观察钛螺纹空心铆钉的成形情况，获得了平头与弯头拉铆成形能够实现高质量铆接的电压选取范围；最终通过ABAQUS数值模拟并结合铆枪施加的铆接力波形、铆钉内部应力场分布以及失效风险位置区域建立了铆接电压与铆接质量的关系图谱，并分析了空心铆钉的成形过程与镦头断裂原因。试验结果表明，手持式电磁拉铆设备具有良好的一致性，且能够实现两种工况下空心铆钉的高质量单向成形。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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