制孔垂直度对轴向振动载荷下铆钉承载能力的影响研究
RESEARCH ON INFLUENCES OF DRILLING VERTICALITY ON BEARING CAPACITY OF RIVETS UNDER THE AXIAL VIBRATION LOAD
- 机械强度 2025年47卷第10期 页码：105-113
- 作者机构：
1.沈阳航空航天大学 航空宇航学院，沈阳 110136
2.沈阳飞机工业（集团）有限公司，沈阳 110034］
3.沈阳航空航天大学 民用航空学院，沈阳 110136
- 作者简介：
李传钊，男，2000年生，山东德州人，硕士研究生；主要研究方向为飞行器装配工艺；E-mail：li_chuanzhao@163.com。
- 基金信息：
DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.10.012
中图分类号：收稿：2024-01-19，
修回：2024-03-14，
纸质出版：2025-10-15
- 稿件说明：
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李传钊，张辉，潘新，等. 制孔垂直度对轴向振动载荷下铆钉承载能力的影响研究［J］. 机械强度，2025，47（10）：105-113.
LI Chuanzhao，ZHANG Hui，PAN Xin，et al. Research on influences of drilling verticality on bearing capacity of rivets under the axial vibration load［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（10）：105-113.
李传钊，张辉，潘新，等. 制孔垂直度对轴向振动载荷下铆钉承载能力的影响研究［J］. 机械强度，2025，47（10）：105-113. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.10.012.
LI Chuanzhao，ZHANG Hui，PAN Xin，et al. Research on influences of drilling verticality on bearing capacity of rivets under the axial vibration load［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（10）：105-113. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.10.012.
摘要
飞机进气道结构与发动机套筒之间使用沉头铆钉连接，在检修中发现部分铆钉发生疲劳断裂问题，分析认为制造过程中因铆钉孔垂直度不合格导致铆钉偏斜，造成铆钉承载能力降低，受机身振动影响引发疲劳断裂。通过有限元仿真方法研究铆钉孔倾斜对铆钉承载能力的影响，结果表明，铆钉孔倾斜会造成铆钉截面应力分布不均，且倾斜角度越大，铆钉头截面的铆钉最大应力和应力分布不均匀程度越高。不同倾斜角度下的铆钉轴向载荷疲劳试验表明，铆钉孔倾斜会造成轴向交变载荷下铆钉疲劳寿命的缩减。研究结果表明，制孔及锪窝工艺中铆钉孔垂直度不合格会造成铆钉截面内应力分布不均，降低铆钉承载能力，在飞机制造过程中应严格控制铆钉孔垂直度，以确保铆接结构的可靠性。
Abstract
The aircraft’s inlet structure is connected to the engine sleeve using countersunk rivets. During maintenance
fatigue fractures were discovered in some rivets. It suggests that the inadequate perpendicularity of rivet holes during manufacturing causes the rivet misalignment
reducing the load-bearing capacity
and leading to fatigue fractures under aircraft vibrations. The finite element simulation was used to study the effect of inclined rivet holes on the load-bearing capacity
simulation results show that inclined holes cause uneven stress distribution across the rivet section. The higher the tilt angle
the higher the maximum stress and the more uneven stress distribution on the rivet head section. Fatigue tests under axial loads at different tilt angles demonstrated a reduction in the rivet’s fatigue life due to the hole inclination. The study concludes that non-compliance with perpendicularity standards during hole fabrication results in uneven stress distribution
decreasing load-bearing capacity. Therefore
the strict control over rivet hole perpendicularity during the aircraft manufacturing is crucial to ensure structural reliability.
关键词
Keywords
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