長(zhǎng)壽命機(jī)械連接技術(shù)研究應(yīng)用進(jìn)展

（中航工業(yè)北京航空制造工程研究所, 北京 100024）

壽命問(wèn)題是影響飛行器安全運(yùn)行的重要因素之一，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，把飛機(jī)結(jié)構(gòu)從開(kāi)始使用到發(fā)生疲勞破壞所作用的循環(huán)載荷的次數(shù)或時(shí)間，稱為疲勞壽命。為了確保設(shè)備在使用時(shí)存在或正在擴(kuò)展的裂紋不會(huì)發(fā)生無(wú)法挽回的災(zāi)難性事故，必須可靠地確定疲勞條件下的疲勞安全壽命，估算結(jié)構(gòu)的疲勞安全壽命對(duì)于設(shè)備的安全使用、維護(hù)具有重要意義[1]。隨著飛機(jī)壽命的增加，由于疲勞引起的飛機(jī)安全飛行問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。

目前，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件采用的主要連接方法仍是機(jī)械連接，一架飛機(jī)上裝有幾十萬(wàn)甚至二、三百萬(wàn)個(gè)鉚釘和螺栓。緊固件連接孔是飛機(jī)疲勞破壞的薄弱環(huán)節(jié)，因交變應(yīng)力的作用，源于孔的疲勞裂紋極易擴(kuò)展到受力結(jié)構(gòu)件上而引發(fā)災(zāi)難性的事故[2-4]。服役飛機(jī)中發(fā)現(xiàn)的疲勞裂紋60%以上都出現(xiàn)在緊固件孔處。因此，必須采取長(zhǎng)壽命連接工藝措施，避免緊固孔處初始裂紋的出現(xiàn)和延緩裂紋擴(kuò)展的速度，這對(duì)提高飛機(jī)壽命顯得尤為重要[5]。

根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)，長(zhǎng)壽命連接技術(shù)可分為孔強(qiáng)化技術(shù)、干涉連接技術(shù)和防腐蝕和抗氧化技術(shù)。孔強(qiáng)化技術(shù)通過(guò)開(kāi)縫襯套或無(wú)縫襯套使結(jié)構(gòu)孔壁產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，可延遲裂紋的擴(kuò)展，從而提高接頭的疲勞壽命。干涉連接技術(shù)通過(guò)緊固系統(tǒng)與被連接孔產(chǎn)生過(guò)盈配合，使孔壁產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。復(fù)合材料干涉配合，使孔壁產(chǎn)生毛刷狀分層，孔壁產(chǎn)生軟化，大幅度降低應(yīng)力集中系數(shù)，從而提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。……