7050鋁合金鍛件缺陷容限值試驗方法研究

胡本潤，馬少俊，童第華，劉建中，曾本銀

7050鋁合金鍛件缺陷容限值試驗方法研究

胡本潤1，馬少俊1，童第華1，劉建中1，曾本銀2

(1.北京航空材料研究院，北京100095;2.中國直升機(jī)設(shè)計研究所，江西景德鎮(zhèn)333001)

缺陷容限設(shè)計方法充分考慮直升機(jī)的特點，將損傷容限設(shè)計思想巧妙地應(yīng)用于直升機(jī)的設(shè)計中，通過缺陷容限值保證關(guān)鍵動部件的服役安全。本文采用疲勞極限反推的方法測試了三種尺寸的缺陷容限門檻值，分別采用有限元法和Y.Murakami公式計算缺陷容限門檻值，結(jié)果表明:含有265μm，374μm，480μm缺陷尺寸的三種試件缺陷容限門檻值基本相同;缺陷容限門檻值明顯低于長裂紋門檻值，采用長裂紋門檻值作為缺陷容限門檻值會導(dǎo)致偏于危險的結(jié)果;有限元法與Y.Murakami公式應(yīng)力強(qiáng)度因子計算結(jié)果非常接近，Y.Murakami公式計算結(jié)果略低于有限元法。

缺陷容限;損傷容限;門檻值;疲勞

直升機(jī)關(guān)鍵動部件長期處于高頻低幅振動疲勞載荷環(huán)境，壽命大部分消耗在裂紋萌生階段，長期以來直升機(jī)多采用安全壽命設(shè)計［1～4］。但這一方法存在一些明顯不足:安全壽命法為保證高可靠性多采用非常保守的方法來估算壽命，使得材料潛力不能充分發(fā)揮，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大浪費(fèi);另一方面構(gòu)件表面由于加工、腐蝕或材料本身夾雜、氣孔等原因不可避免地會有微小缺陷，但安全壽命法不能充分考慮這些缺陷的存在而埋下意外事故的隱患。

固定翼飛機(jī)設(shè)計已經(jīng)廣泛采用損傷容限方法。這一方法以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ)允許構(gòu)件帶有裂紋使用，并且裂紋可以在一定范圍內(nèi)發(fā)生擴(kuò)展［5～11］。……