300M鋼耳片疲勞增壽效益數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、緊固孔是飛機結構典型的應力集中細節(jié)。在交變載荷的作用下，它容易產生疲勞裂紋而導致整機的安全性、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力，以延長其疲勞壽命、提高其抗應力腐蝕性能?？讛D壓、干涉配合、機械噴丸強化是普遍應用于飛機結構抗疲勞設計的強化工藝。針對航空結構常用的300M鋼，本文研究了不同加工工藝、不同強化工藝下300M鋼耳片試件的應力集中、殘余應力分布和疲勞特性，為300M鋼耳片的抗疲勞設計提供理論和實驗依據(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，獲得了它們的應力集中系數(shù)。分析結果表明：與光孔耳片的應力集中系數(shù)相比，耳片孔邊倒圓能減小孔邊的應力集中，而耳片孔邊倒角則會增大孔邊應力集中系數(shù)。采用彈塑性有限元法對鑲嵌襯套強化、開縫襯套擠壓強化和噴丸強化耳片進行分析，研究了這三種不同強化方式下耳片的殘余應力分布。結果表明：孔邊倒角和孔邊倒圓情況下再鑲嵌襯套時，

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