面向航空发动机减重的铝合金管强化机理研究*
2021-04-25
航空制造技术 2021年5期
(沈阳航空航天大学机电工程学院,沈阳 110136)
航空发动机是航空工业发展的重要标志。在航空发动机的外部结构中,管路系统总重量占比60%~70%[1],其中高压金属管件在发动机管路系统中占据较大比重[2],为了实现减重,通过选取轻质材料制备管路具有重要的工程应用价值。管路系统作为发动机介质传输和能量传递的重要通道[3–4],其结构强度直接影响飞行器的飞行性能和服役寿命。考虑到铝合金管路的强度、疲劳寿命与原不锈钢相比较差,故采用自增强预处理提高其承载能力和疲劳寿命[5]。自增强的本质是强化后弹、塑性区域的相互作用。
众多学者对自增强技术进行了相关研究和探索,如徐一凡[6]采用材料幂指数强化模型对最佳自增强压力推导做出了分析;马邵华等[7]利用包辛格系数为变量的理论模型推导出考虑应变硬化、包辛格效应的液压自紧圆筒残余应力公式;黄小平等[8]提出以材料的拉–压应力–应变曲线为基础的自增强理论模型,证明其他模型均为其特例;钱凌云等[9]运用数值模拟组合分析,得到了厚壁圆筒某压力下的最佳自增强压力。林太清等[10]基于三剪统一强度准则分析长厚壁圆筒的极限承压问题。继自增强工艺成为管类强化上的有效应用技术后,发掘自增强理论在多领域的应用前景和潜在的经济价值,尤其是在航空航天领域,其意义显得更为重大。本研究通过分析管路构件在强化过程中的弹塑性行为……
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