干涉螺栓電磁安裝力控制參數建模分析*

楊 柳，岳 婷，左楊杰，曹增強，仇繼偉

（1.西安愛生技術集團公司，西安 710072；2.西安航天發動機有限公司，西安 710100；3.四川大學，成都 610065；4.西北工業大學，西安 710072）

盡管整體成型具有獨特的技術優勢，但目前的航空航天結構仍主要由多組件通過連接裝配而成[1]。螺接因其低成本、安全可靠等優點[2]，已成為航空航天結構裝配的主要連接方法。疲勞失效是航空航天結構常見的失效形式[3–4]，而螺接結構是典型的疲勞失效危險點。

干涉配合螺接可以成倍提高接頭疲勞壽命[5]，干涉配合螺栓的安裝是干涉配合螺接構件的重要裝配工藝環節，對構件連接性能具有重要影響，安裝不當將造成初始損傷，進而引起構件連接性能下降。基于電磁鉚接技術的干涉螺栓電磁力安裝利用高速加載方法對緊固件實施安裝，具有加載速率高、可控性強、可安裝干涉量大等優點[6]，有利于大直徑、厚夾層、高干涉量緊固件安裝[7–8]。然而，目前的研究尚處于初級階段，干涉螺栓電磁力安裝方法中電磁鉚接設備的關鍵控制參數對電磁安裝力的影響規律仍不完全清楚，不利于其安裝工藝的進一步優化。

綜上，本研究基于電磁鉚接技術建立電磁安裝力加載有限元模型，研究關鍵控制參數對干涉螺栓電磁安裝力的影響規律，為干涉螺栓高質量裝配提供技術指導。

1 脈沖電磁力加載模型

1.1 理論模型

基于電磁鉚接技術，干涉配合螺栓電磁力安裝方法電磁安裝力理論加載模型如圖1所示，基于RLC放電原理，利用電容對初級線圈釋放脈沖強電流并在初級線圈周圍激發強磁場，強磁場進而與次級線圈中感應渦流相互作用產生電磁安裝力，并通過驅動頭加載到干涉配合螺栓上，完成螺栓安裝。……