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薄板之間的單搭接接頭在各種結構中都有應用。重疊的薄板通過多個緊固件(鉚釘或螺栓)連接起來。這種接頭的種類很多,涉及到材料、材料厚度、緊固件類型、緊固件位置的模式(多少排和每排多少個緊固件)、孔直徑、緊固件之間的距離、連接工藝等。這里應該提到關于緊固件的一些主要方面。
螺栓在孔內通常為間隙配合,而板之間的夾緊可以通過螺栓擰緊來控制。鉚接是通過鉚釘的變形過程,將孔填充并產生壓蓋頭(也稱為打人頭)而實現的。實心鉚釘通常采用與薄板或板材相似的合金。鉚接接頭很久以前就已經應用于鋼結構(如橋梁、起重機、船舶等),也應用于鋁合金結構,特別是飛機結構。通過錘擊或擠壓實現鉚接。相比于錘擊,擠壓沒有噪聲。此外,擠壓能夠采用自動化的生產過程實現,獲得更加均勻的制造質量。
凸頭鉚釘是較老的一種,也經常采用球形的頭。采用沉頭鉚釘是為了在接頭的一側得到平整的表面,由于空氣動力學或水動力學原因,這可能是需要的。沉頭孔的應力集中系數比凸頭鉚釘的圓柱孔要大。在鉚接過程中,施加在鉚釘上的力將鉚釘材料壓入鉚釘孔。孔的填充效果取決于鉚接力,也稱為擠壓力。如果力較小,孔僅被填充而已。但如果采用一個較大的力,孔被塑性脹大,整個鉚釘與孔之間獲得了更好的接觸效果,這導致了更好的疲勞性能,見后續討論。
已發展了應用于飛機結構的幾種緊固件,以實現特殊口的,如簡單和快速安裝、好的疲勞性能和高的靜態剪切強度。高鎖緊固件就是一個例子。為了實現對孔的良好填充,高鎖緊固件通常采用輕微的干涉配合來安裝。這種緊固件采用高強鋼或欽合金制造,以得到高的靜態剪切強度。在螺栓上安裝螺母是從一側完成的。螺母包含兩部分,一個作為真實螺母的安裝環,和一個六邊形的扳手件。在安裝過程中,用六邊形扳乎件擰緊螺母直到扳手件從螺母上剪斷。于是,就施加了一個得到嚴格控制的高扭矩,它保證了薄板高鎖緊固件高度夾緊,并有高的強度和好的疲勞性能。當然,這樣的緊固件比常規鉚釘或螺栓更貴。多種高科技緊固件能在市場上買到。
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