In der Luftfahrt fesseln
Der Nietprozess in der Flugzeugherstellung ist eine kritische Technologie. Warum nutzen Flugzeuge den Nietprozess anstelle von Schweißen? In erster Linie ist es eng mit den Produktionsmaterialien verbunden—Verbundwerkstoffe wie Aluminiumlegierungen, die nicht leicht geschweißt werden. Flugzeuge steigen durch den Himmel und tragen die Verantwortung für die Sicherheit und das Vertrauen der Passagiere. Jeder Fehler in den Herstellungsmaterialien könnte zu unermesslichen Folgen führen und möglicherweise jederzeit den sicheren Betrieb des Flugzeugs beeinträchtigen.
I. Grundprinzipien und Klassifizierung von Nietprozessen
1. Basic P Prinzipien
Das Nieten ist eine mechanische Befestigungsmethode, die mithilfe von Nieten mehrere Werkstücke verbindet. Nieten erzeugen dauerhafte Verbindungen durch plastische Verformung und Übertragungsbelastung über die Interferenzgeeignung zwischen dem Nietschank und der Lochwand. Der Nietprozess umfasst typischerweise die Positionierung, Stempeln , Piercing , Bildung und veröffentlichen. Der Niet wird innerhalb des Nietlochs deformiert, um sowohl einen Nietkopf als auch einen erweiterten Abschnitt zu bilden, wodurch eine sichere Verbindung zwischen den Werkstücken hergestellt wird.
Flugzeugnietensprozesse werden hauptsächlich gemäß den folgenden drei Dimensionen klassifiziert:
1. Gemäß Temperaturkontrolle:
- Kaltnieten: Die Nieten werden bei Raumtemperatur durchgeführt und eignen sich für Stahlnieten mit Durchmessern von weniger als 10 mm sowie nichteisen Metallen, leichten Metallen und Legierungen mit guter Plastizität.
- Heiße Nieten: Das Nieten wird nach dem Erhitzen der Nieten auf eine bestimmte Temperatur durchgeführt. Typischerweise werden Stahlnieten mit Durchmessern von mehr als 10 mm erhitzt 1000–1100°C für heiße Nieten, mit einer Hammerkraft pro Einheitsbereich auf der Nietstange im Bereich von 650 bis 800 MPa. Heiße Nieten sorgen für überlegene Enge, obwohl eine Lücke zwischen der Nietstange und dem Nietloch bleibt, was verhindert, dass sie an der Kraftübertragung teilnimmt.
2. Nach der Nietmethode:
- Anfänglich war die manuelle Nieten, die hauptsächlich mit Nietpistolen durchgeführt wurde, die dominierende Methode. Während er arbeitsintensiv war, bot es eine hohe Flexibilität.
- Mit industriellen Fortschritten wurde die mechanische Nieten zum primären Ansatz, wobei spezielle Nietgeräte zur Verbesserung der Effizienz und Konsistenz verwendet wurden.
3. Nach Nietentyp:
- Feste Nieten: Diese Nieten aus massivem Metall weisen eine hervorragende Festigkeit und Haltbarkeit auf und machen sie die am weitesten verbreitete Art in Flugzeugstrukturen.
- Hohlnieten: Diese Nieten sind mit einem hohlen Zentrum oder einer völlig hohlen Nieten leichter gewichtet, bieten jedoch eine geringere Festigkeit, wodurch sie für leicht beladene Verbindungen geeignet sind.
- Blindnieten: Diese Nieten von einer Seite sind von einer Seite installiert und sind ideal, um Oberflächen zu verbinden, die nicht leicht zugänglich sind, wie z. B. die interne Struktur eines Flügels.
II. Spezifische Anwendungen der Niettechnologie in der Flugzeugherstellung
1. Anwendungsszenarien und Nietauswahl
Die Nieten werden ausgiebig in der Herstellung von Flugzeugen eingesetzt und in erster Linie auf die folgenden Strukturen angewendet:
• Rumpfstruktur: Der Rumpf eines Flugzeugs besteht hauptsächlich aus Rumpf, Mid-Fuselage und Heckabschnitt. Skins und Rumpfstrukturen unterschiedlicher Größen werden durch den Nietprozess sicher miteinander verbunden. Ein mittelgroßes Passagierflugzeug enthält Millionen von Nieten über seinen Körper, während ein Airbus A380 in der Regel ungefähr 5 Millionen Nieten verwendet.
• Flügelstruktur: Der Flügel dient als primäre Hubquelle für das Flugzeug und ist eine kritische Komponente für das Nieten. Die Nieten an der Vorderkante des Flügels sind bewegliche Teile und müssen Gegenstände sein, was bedeutet, dass die Oberfläche nach der Installation mit der Haut bündig bleibt. Wenn dies nicht erreicht wird, kann dies Turbulenzen während des Luftstroms verursachen, was zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt.
• Schwanzstruktur: Der Schwanz umfasst einen horizontalen Stabilisator und eine vertikale Flosse, die die Tonhöhe und das Gieren des Flugzeugs steuern. Der Stabilisator und die beweglichen Steuerflächen des Schwanzes sind ebenfalls durch Nieten verbunden.
• Verbundmaterialanschluss: Als Verbundwerkstoffe sind ein zunehmender Anteil der Flugzeugstrukturen (berücksichtigt 40–60% in modernen Kampfflugzeugen) ist die Niettechnologie für Verbundmaterialverbindungen besonders wichtig. Verbundwerkstoffe weisen minimale Plastizität auf und sind anfällig für Aufprallschäden während des Nietens, was fortgeschrittene Niettechniken und -prozesse erforderlich ist
2. Nietmaterial und Spezifikationen
Die Materialauswahl- und Spezifikationsstandards für Flugzeugnieten sind außergewöhnlich streng. Wie streng sind die materiellen Anforderungen? Noch strenger als die für Luft- und Raumfahrtkomponenten!
Die folgenden Faktoren werden in erster Linie berücksichtigt:
Materialtyp:
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- Nieten von Titanlegierungen: bieten eine höhere Stärke (1100–1250 MPa) und überlegene Korrosionsbeständigkeit, die typischerweise für kritische Komponenten wie Luft verwendet werden Handwerk Rahmenstrukturen und Fahrwerk
- Edelstahlnieten: Bieten einen hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und eignen sich für Bereiche, die einer längeren Luftfeuchtigkeit oder korrosiven Umgebungen ausgesetzt sind.
Dimensionstoleranz:
- Durchmessertoleranz: Flugzeugnieten erfordern eine außergewöhnlich hohe dimensionale Konsistenz. Beispielsweise beträgt der Durchmesser -Toleranzbedarf für inländische Nieten, die am C919 -großen Flugzeug der C919 verwendet werden, 0 bis 0,05 mm, was einem achtzehnten Durchmesser eines Haares entspricht.
- Toleranz des Lochdurchmessers: Für die kalte Nieten sollte der Lochdurchmesser dem Nietschaftendurchmesser genau übereinstimmen, während für die heiße Nieten ein etwas größerer Unterschied zwischen dem Loch und dem Schaftdurchmesser zulässig ist.
-Festigkeitsanforderungen: Der spezifische Festigkeitsbedarf für Flugzeugnieten beträgt bis zu 1100 MPa, was der Unterstützung des Gewichts von 10 Autos in einem 1-Quadrat-Zentimeterbereich entspricht. Nieten aus verschiedenen Materialien entsprechen unterschiedlichen Festigkeitsniveaus. Zum Beispiel weisen Nieten von Titanlegierungen in der Regel Scherfestigkeit von mehr als 2500 N auf.
3. Prozessparameter und Qualitätskontrolle
Prozessparameter und Qualitätskontrolle sind kritisch und müssen akribisch berücksichtigt werden. Ein 1 -mm -Unterschied kann dazu führen, dass das Flugzeug auflöst. Der Flugzeugnieterprozess erfordert eine strenge Steuerung der folgenden Parameter: Nietdruck, Nietgeschwindigkeit und Nietkraft.
Die Qualitätsanforderungen an den Flugzeugnieten sind außergewöhnlich streng und eine Nietdurchmesser -Toleranz von 0 bis 0,05 mm. Der erste Nieten muss identisch mit dem millionsten Nieten sein Nationale und internationale Standards stellen strenge Vorschriften für Nietmaterialien, Dimensionen, Stärke und andere Spezifikationen vor.