300M鋼耳片疲勞增壽效益數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、緊固孔是飛機(jī)結(jié)構(gòu)典型的應(yīng)力集中細(xì)節(jié)。在交變載荷的作用下，它容易產(chǎn)生疲勞裂紋而導(dǎo)致整機(jī)的安全性、可靠性和使用壽命降低。工程上通常在緊固孔周圍引入均勻的殘余壓應(yīng)力，以延長(zhǎng)其疲勞壽命、提高其抗應(yīng)力腐蝕性能?？讛D壓、干涉配合、機(jī)械噴丸強(qiáng)化是普遍應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計(jì)的強(qiáng)化工藝。針對(duì)航空結(jié)構(gòu)常用的300M鋼，本文研究了不同加工工藝、不同強(qiáng)化工藝下300M鋼耳片試件的應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力分布和疲勞特性，為300M鋼耳片的抗疲勞設(shè)計(jì)提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)

2、。
　　本文采用ABAQUS有限元軟件建立了光孔，孔邊倒角與孔邊倒圓300M鋼耳片的三維有限元模型,通過線彈性有限元分析，獲得了它們的應(yīng)力集中系數(shù)。分析結(jié)果表明：與光孔耳片的應(yīng)力集中系數(shù)相比，耳片孔邊倒圓能減小孔邊的應(yīng)力集中，而耳片孔邊倒角則會(huì)增大孔邊應(yīng)力集中系數(shù)。采用彈塑性有限元法對(duì)鑲嵌襯套強(qiáng)化、開縫襯套擠壓強(qiáng)化和噴丸強(qiáng)化耳片進(jìn)行分析，研究了這三種不同強(qiáng)化方式下耳片的殘余應(yīng)力分布。結(jié)果表明：孔邊倒角和孔邊倒圓情況下再鑲嵌襯套時(shí)，

3、耳片承受拉應(yīng)力，且孔邊應(yīng)力最大，隨著距孔邊距離增大，拉應(yīng)力先減小后增大，同時(shí)發(fā)現(xiàn)孔邊倒角情況下的拉應(yīng)力略大于孔邊倒圓時(shí)的拉應(yīng)力。開縫襯套擠壓強(qiáng)化的有限元結(jié)果表明：孔邊殘余應(yīng)力沿厚度方向呈梯度分布，擠入端的周向殘余應(yīng)力均低于中部和擠出端。
　　通過對(duì)未強(qiáng)化、開縫襯套擠壓強(qiáng)化和噴丸強(qiáng)化進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)以研究它們的強(qiáng)化壽命增益。在殘余應(yīng)力的分析基礎(chǔ)上，本文預(yù)測(cè)了各種強(qiáng)化下耳片的疲勞壽命。預(yù)測(cè)疲勞壽命與試驗(yàn)疲勞壽命吻合較好。最后，通過對(duì)未強(qiáng)化