孔挤压强化对2024铝合金疲劳性能的影响

发布时间：2021-09-21 22:56

　　孔边应力集中易导致飞机结构疲劳失效,从而引发灾难性事故。为研究孔挤压强化对2024-T351铝合金板材疲劳寿命及性能改善的影响,在疲劳试验机上进行孔挤压前后铝合金板材试件的疲劳性能测试,采用X射线衍射测量及有限元仿真表征孔边残余应力分布。通过扫描电镜和透射电镜观察疲劳断口、疲劳条带及微区组织变化,揭示孔边微结构变化与疲劳寿命的关系。结果表明:孔挤压显著提高了2024-T351铝合金板材的疲劳性能,过盈量0.4 mm时增寿效果较好,疲劳极限增幅约为42%。 

【文章来源】：航空材料学报. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

5种过盈量下有限元模型X方向残余应力分布

5种过盈量下残余应力与实测残余应力结果

加工平板试样如图1所示。试样总长度300 mm，夹持段宽度80 mm，厚度与拉伸试样保持一致，为4 mm，中间段宽度44 mm。试样孔径9.3 mm，为飞行器结构常用孔径。利用有限元仿真探索5种过盈量下残余应力分布，验证0.4 mm过盈量为最优过盈量，随后在液压机上采用过盈量为0.4 mm的芯棒对孔进行挤压。疲劳试样分为两组：挤压与未挤压。每组试样件数为25件（其中12件测定高周疲劳极限）。测试温度22℃，测试设备为Amsler HFP 5000高频疲劳试验机，执行标准HB5287—1996，轴向加载，应力比R=0.1，测试频率f=120 Hz。为考察芯棒挤压对疲劳寿命的影响，分别采用X stress Robot X射线衍射仪和ZEISS SUPRA55扫描电镜对孔边缘附近残余应力和疲劳断口进行分析，并将应力测试结果与有限元仿真结果对比。

【参考文献】：
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本文编号：3402656