基于残余应力的航空结构件疲劳寿命分析

【类型】学位论文

【作者】邓捷 

【关键词】 残余应力 有限元仿真 疲劳寿命 喷丸强化 挤压强化 切削加工

【摘要】现代航空工业中，许多零件需要在高温、高压、高磨损的条件下服役，使用环境非常苛刻，疲劳破坏问题尤为突出。研究表明，结构件经过机械加工或强化后，结构件表面产生的残余应力对其疲劳寿命有着非常重要的影响。由于采用整机或大部件的疲劳试验耗费太大，一般只能抽取极少的样品或者零部件来进行测试，若是一味在设计过程中增大安全系数又会导致结构件尺寸变大，实际寿命远超过预期寿命，造成严重浪费。有限元分析软件的成熟及广泛推广，为结构件的疲劳寿命提供了强大的技术支持和丰富的实现手段。本文以不同加工或者强化方式后的结构件为研究对象，以加工后综合残余应力对其疲劳寿命的影响为研究目标，应用有限元仿真技术，深入探索和研究了航空结构件在不同工艺参数如不同弹丸速度，弹丸直径、入射角度、弹丸个数、挤压量、切削速度等作用后，结构件表面不同残余应力场的产生及其分布规律，并最终求解得到不同残余应力场对零件疲劳寿命的影响，避免了有限元软件将零件的表面状态笼统的归为一类进行简化的缺点，得到本组工艺参数下的最优值，说明基于应力强化进行疲劳寿命的预测，可以更加准确的预测结构件的疲劳寿命，是一种行之有效的方法。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张以都

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