刘晓龙， 高玉魁， 刘蕴韬， 陈东风

(1.中国原子能科学研究院，北京102413;2.北京航空材料研究院，北京100095)

通常在飞机结构中，大量的结构件通过紧固孔连接在一起，这些紧固孔成为主要的受力部位。由于孔引起的应力集中［1］，紧固孔将承受过大的循环拉应力而导致疲劳破损。针对飞机连接孔结构，航空工业多采用孔挤压强化技术。该技术的要点是在孔周围引入残余压应力，缓和孔边应力集中，从而成倍的提高连接孔结构的疲劳寿命［2］。疲劳寿命增益主要受孔挤压残余应力场的影响，因此，国内外均对其开展了计算研究。郭万林［3］和邵小军等［4］建立了二维模型，预测了平面内的残余应力场分布，探讨了过盈量和几何尺寸等因素的影响规律;刘永寿［5］利用二维模型研究了中心孔含裂纹情况下的残余应力场，分析了过盈量和外载荷对裂纹及应力强度因子等参数的影响规律;P.Papanikos［6，7］和Kim［8］建立了邻近两孔的挤压模型，分析了挤压顺序和孔间距的影响规律;刘永寿［9］，Chakherlou［10］和Kang Ji-dong［11］建立了三维模型，获得了构件沿厚度分布的残余应力场。文献［2］给出了残余力的测量与模拟分析方法。但是，构件厚度的变化对孔挤压残余应力场的影响规律尚没有深入系统的研究。

7050-T7451铝合金是常用的航空材料，大约占一架飞机所用铝合金质量的一半，因此，本工作利用有限元软件ANSYS建立了7050-T7451铝合金孔挤压残余应力场的三维有限元模型，模拟实际的孔挤压过程，获得了残余应力场沿厚度的分布规律，并与二维平面应力模型进行了比较;计算了9种不同厚度构件的孔挤压残余应力场，总结了入口残余压应力随构件厚度的变化规律;使用X射线衍射应力分析技术测量实际试样的残余应力，并与模拟结果进行了比较。……