孔強化對7050鋁合金殘余應力分布的影響

（中航工業北京航空制造工程研究所， 北京 100024）

新一代飛機為達到優異的飛行性能，對結構減重和長壽命要求越來越高。機械連接具有安全、可靠、便于拆卸、可傳遞大載荷等突出優點，廣泛應用于飛機零部件裝配。由于機械連接關鍵承力部位的緊固孔存在較大的應力集中，在受到交變載荷作用下容易產生疲勞裂紋，從而導致失效破壞，而飛機的損傷主要源于疲勞破壞，因此機體結構的每個緊固孔成為潛在的疲勞源[1]。

開縫襯套孔擠壓強化使得孔周圍產生塑性變形，在結構孔周邊產生一定范圍的壓應力區，形成有利的殘余壓應力分布[2-3]，在外載荷的作用下，降低平均應力和應力幅值，可改善孔邊應力集中現象，從而提高機體結構關鍵疲勞區的疲勞壽命，是實現飛機增壽的有效途徑之一。國外對孔強化工藝及理論進行了相關研究，通過模擬研究建立了孔強化應力應變關系[4-5]。國內對孔強化工藝試驗進行了相關研究，并研究了影響強化效果的因素[6-8]。隨著計算機技術的發展，研究人員使用有限元軟件對開縫襯套冷擠壓孔強化殘余應力的分布規律進行了大量的研究[9-10]。

7050鋁合金具有強度高、重量輕、斷裂韌性高等優點, 屬于輕質高強結構材料[11]。本文針對目前飛機結構件大量使用的7050鋁合金進行開縫襯套孔強化技術研究，從影響孔擠壓強化的工藝因素的角度出發，研究不同工藝對孔邊殘余應力的影響。采用不同擠壓量和不同鉸削量進行孔強化，通過對比不同強化效果及鉸削效果檢測孔邊殘余應力，得到擠壓量和殘余應力的關系，并分析鉸削量對殘余應力分布的影響。……