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电磁铆接是一种将电磁能转化为机械能的新型铆接方法,其加载速率高,铆接质量稳定,一次加载能实现难成形材料铆钉成形,是连接钛合金与复合材料结构的有效方法,在飞机制造中广泛应用。本文采用数值模拟和试验研究相结合的方法,对TB3铆钉电磁铆接变形行为进行宏观与微观分析。通过准静态和Hopkinson压杆试验获得不同变形条件下TB3材料应力-应变曲线,建立Johnson-Cook热粘塑性本构模型,并对不同变形条件下的试样进行微观组织分析。结果表明,TB3是应变率和温度敏感材料,流动应力随应变率增加而增加,随温度增加而减小。基于建立的本构方程,利用ANSYS/LS-DYNA对TB3铆钉电磁铆接变形过程进行数值模拟,分析其动态变形过程及内部的绝热温升,研究铆模型式和加载速率对铆钉变形的影响。结果表明,铆钉成形包括整体镦粗和局部镦粗两个过程,绝热温升分布与等效应变分布基本相同,铆模型式和加载速率对铆钉变形有较大影响。在数值模拟基础上,先进行电磁铆接工艺模拟试验,研究各参数(铆模型式、线圈、驱动片等)对铆钉成形的影响。其次进行低电压电磁铆接与压铆连接对比试验。最后在低电压电磁铆接连接试验中确定钛板-钛板以及复合材料-复合材料连接的铆接工艺参数。结果表明,工艺参数对铆钉变形有重要影响,在合适的工艺参数下,低电压电磁铆接与压铆均能实现钛板-钛板连接以及复合材料-复合材料的连接,且前者成形铆钉钉杆变形较均匀,干涉量更大。微观分析表明,准静态压铆条件下,铆钉以滑移方式产生塑性变形,孪生起辅助作用。低电压电磁铆接成形下,铆钉以绝热剪切方式实现塑性变形。随变形量的增加,镦头内绝热剪切带的宽度变窄。剪切带内未发生动态再结晶和相变,仅产生形变带。