7050高強(qiáng)鋁合金板材連接件的疲勞性能.pdf

1、螺栓或鉚釘連接7050鋁合金板材具有連接強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身框架、機(jī)翼蒙皮等部位。但在連接孔的周?chē)a(chǎn)生應(yīng)力集中，易成為疲勞裂紋萌生的起源點(diǎn)。因此本文通過(guò)高鎖螺栓 HST12、HSL756和鉚釘BG2085緊固件來(lái)連接7050鋁合金板材，采用冷擠壓、干涉配合和預(yù)緊力三種疲勞強(qiáng)化工藝，研究連接件的疲勞壽命，分析疲勞裂紋起源、裂紋擴(kuò)展路徑和斷口形貌，并用ANSYS Workbench有限元軟件模擬分析連

2、接孔周?chē)膽?yīng)力場(chǎng)，闡述疲勞強(qiáng)度的影響機(jī)制及其強(qiáng)化機(jī)理。
　　根據(jù)疲勞壽命S-N曲線(xiàn)，HST12和HSL756螺栓連接7050鋁合金板材時(shí)，采用冷擠壓、干涉配合及預(yù)緊力的復(fù)合工藝，顯著提高連接件的疲勞性能；間隙配合連接件的疲勞性能與干涉配合連接件相似。在冷擠壓和干涉量相同條件下，用HSL756連接板材的預(yù)緊力較大，其連接件的疲勞強(qiáng)度高于HST12螺栓連接件。鉚釘BG2085連接件，在高載荷下，采用冷擠壓、干涉配合及預(yù)緊力復(fù)合工藝的連

3、接件疲勞性能高于干涉配合及預(yù)緊力復(fù)合工藝的連接件；在低載荷下，則相反。疲勞斷口分析表明，疲勞斷裂位于鋁合金板材上，垂直于拉伸應(yīng)力的方向；對(duì)于高鎖螺栓及高載荷下鉚釘BG2085的連接件，采用三種復(fù)合強(qiáng)化工藝時(shí)，疲勞裂紋擴(kuò)展發(fā)生顯著偏轉(zhuǎn)、分叉和閉合現(xiàn)象，斷面的撕裂脊、層狀結(jié)構(gòu)增加，阻礙疲勞裂紋擴(kuò)展，疲勞輝紋間距減小。
　　有限元分析結(jié)果表明，采用冷擠壓等工藝，在連接孔周?chē)a(chǎn)生了殘余壓應(yīng)力，導(dǎo)致塑性誘導(dǎo)裂紋閉合，延緩裂紋的擴(kuò)展，提高連接