飛機(jī)關(guān)鍵特征結(jié)構(gòu)的抗疲勞制造研究.pdf

1、近年來，隨著航空事業(yè)的蓬勃發(fā)展，飛機(jī)的安全性得到了越來越多人的關(guān)注。然而在飛機(jī)的諸多結(jié)構(gòu)中，存在如圓角、小孔、圓弧等特征結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)是應(yīng)力相對集中的區(qū)域，在外部循環(huán)交變載荷的作用下，往往容易出現(xiàn)疲勞破壞。因此，迫切需要改善這些特征結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。傳統(tǒng)的強(qiáng)化方法有低塑性滾壓、噴丸、內(nèi)孔擠壓等等，與傳統(tǒng)的強(qiáng)化方法相比，激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)有著許多的獨特之處，合適的工藝能夠大幅度地提高特征結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
　　本文以圓角、小孔、圓

2、棒等特征結(jié)構(gòu)作為研究對象，采用仿真與試驗相結(jié)合的研究方法，利用ABAQUS有限元分析軟件，對特征結(jié)構(gòu)的激光沖擊強(qiáng)化誘導(dǎo)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力場的分布規(guī)律進(jìn)行了研究，并對試件的激光強(qiáng)化前后進(jìn)行了疲勞試驗。其主要工作和研究結(jié)果如下：
　?。?）在不同的功率密度（即不同峰值壓力）下，圓角區(qū)、圓角之間的平面區(qū)和靠近圓角側(cè)面的殘余壓應(yīng)力都隨著激光功率密度的增大而增大；當(dāng)功率密度較大時，表面殘余壓應(yīng)力有趨于飽和的現(xiàn)象，因而當(dāng)功率密度很大時，會對試樣產(chǎn)

3、生較多的負(fù)面影響；由于激光沖擊強(qiáng)化改善了試件局部應(yīng)力集中，使得圓角試樣疲勞裂紋源萌生區(qū)過渡到圓角之間的平面區(qū)，從而降低了裂紋的擴(kuò)展速度，提高了試樣的疲勞壽命。
　?。?）分析研究了激光沖擊前后小孔件表面和孔壁路徑的殘余應(yīng)力分布，發(fā)現(xiàn)表面和孔壁路徑的殘余應(yīng)力分布情況對小孔件疲勞裂紋的影響較為明顯；合適的工藝參數(shù)有利于提高了試樣的疲勞壽命。
　　（3）圓棒試樣整個曲面區(qū)都為光滑過度圓弧，無明顯應(yīng)力集中區(qū)域，試樣經(jīng)激光沖擊強(qiáng)化處理