机械工程学报

作者：王星星, 李新, 施允洋, 潘海成, 丁家伟

单位：1. 宿迁学院机电工程学院 宿迁 223800;2. 南京航空航天大学机电学院 南京 210016

关键词：横向超声振动辅助铆接,CFRP叠层,微观特征,力学性能；

基金：江苏省高校自然基金(22KJB460008)和宿迁市科技(K202237, K202210)资助项目。

横向超声振动能场可以有效地改善钛合金材料塑性，为了进一步推动该技术在铆接中的应用，以碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastics，CFRP)叠层的Ti-45Nb铆钉连接为研究对象，对比分析在普通铆接和横向超声振动辅助铆接(Transverse ultrasonic vibration-assisted riveting，TUVAR)两种工艺下的连接域性能变化，开展了从微观特征到力学性能的影响机制的揭示。研究结果表明：相比于普通铆接，TUVAR的钛钉墩头剪切带变窄，在该区域的晶粒变形最大，而铆钉杆的晶粒形貌几乎未发生改变，但是墩头和铆钉杆的晶界角、晶界数量及织构取向均发生了显著的变化；由声残余硬化引起的铆钉墩头区域1的显微硬度显著增加；此外，TUVAR的试样的平均最大拉伸载荷提高了约4.35%，在40%Fult，50%Fult两个循环应力水平下，经过1×106次疲劳加载后孔的相对变形量分别降低了28.0%和23.7%，在疲劳剩余强度分别提高了5.3%和3.2%。

来源：2025年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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