Page 160 - 《应用声学》2024年第6期

1336 2024 年 11 月

φ7.7 φ7
1.7

8
5.5 φ3.5
4.4

φ18
φ5.3
ʽ౜ ۙྟ
1.5 25 ᨦ᧬ 20 ʾ౜ 1.5

20

110
图 1 铆钉、底模与试样几何尺寸 (mm)
Fig. 1 Rivets, base molds and specimen geometric dimensions(mm)
1.2 静拉伸实验 7000
-30SAA
拉伸 -剪切试验在美国 MTS(CMT4304) 微机 6000 SAA
控制万能试验机上进行，低温拉伸试验采用在拉伸 5000
机上外加制冷设备进行降温，每个接头降至 −30 C 4000
◦
后保温 15 min后进行拉伸。每个板材组合各 3个接 ҧ/N
3000
头，为了保证所测接头静力学性能的稳定性，设定
拉伸速率为 5 mm/min。为了减少试件受力不对称 2000
所导致的试验误差，分别在试件两端夹持尺寸为 1000
25 mm×20 mm×1.5 mm 的板状垫片。使用数值计 0
0 2 4 6 8 10 12
算平台进行峰值载荷均值、能量吸收均值和失效位 ͯረ/mm
移均值的统计及计算。 (a) SAA᧕ཤ䖭㦧-ս〫ᴢ㓯
7000
2 结果与分析 -30USAA
USAA
6000
2.1 静力学性能 5000
图 2 中蓝色曲线为低温环境下两组接头的载 4000
荷 -位移曲线，黑色曲线为常温下两组接头的载荷 - ҧ/N 3000
位移曲线，4 条曲线皆呈现快速上升趋势，这是由
2000
于接头中板材变形量较小，板材变形阶段较短。但
1000
在 −30 C 下 SAA 接头与 USAA 接头的载荷 -位移
◦
曲线比在常温下具有更大的坡度，说明随着温度的 0 0 2 4 6 8 10 12
下降，两组接头比常温下具有更高的剪切刚度，这是 ͯረ/mm
由于低温增强了接头的脆性，使其具有更强的抗变 (b) USAA᧕ཤ䖭㦧-ս〫ᴢ㓯
形能力。 图 2 不同温度下两组接头的载荷位移曲线
由图 2 可知，在低温下 USAA 接头有着比 SAA Fig. 2 Load-displacement curves of two sets of
接头更长的弹 -塑性变形阶段，低温下 USAA 接头 joints at different temperatures
载荷 -位移曲线在弹 -塑性变形区呈波浪式变化，这
是由于超声焊接在 SPR 接头上形成了超声固相焊 在达到峰值载荷后，由峰值载荷的离散程度可
接区域，接头在拉伸时焊合区域先受力，然后铆钉处 以进一步判断各组接头性能的稳定性，由图 2 可知，
再受力，使接头被一段段拉开形成此段曲线。 低温下USAA接头与SAA接头峰值载荷降低，并且