航空金属结构螺栓连接件疲劳及寿命试验分析

郝柏森

沈阳飞机工业（集团）有限公司 辽宁 沈阳 110034

自飞机发明后发生事故带来灾难后果，航空飞行器安全性是研究人员关注的问题。航空结构中连接件包括机械连接等类型，胶结连接通过胶粘剂将零件连接，机械连接通过紧固件将零件连接。机械连接法使用广泛，包括螺栓与铆钉连接。螺栓连接在自身性能等方面更具优势。航空结构中连接部位通常为材料结构静强度薄弱环节，螺栓连接将零件打孔后连接，产生残余应力时，由于几何性质突变产生应力集中，导致连接处结构失效。计算分析控制连接处应力非常必要。需要考虑重量及提高静强度，使材料用于结构后发挥自身性能。

1 航空金属结构典型连接件疲劳实验

试验法是确定结构寿命的主要方法，连接件对应的应力集中现象严重，研究航空金属结构典型连接件疲劳寿命，需要通过实验研究测定疲劳性曲线。航空金属结构典型连接件疲劳寿命实验测定其静强度，验证复杂连接疲劳寿命估算结果。运用有限元分析应力分布情况，进行应力严重系数法寿命估算工作[1]。实验内容包括静强度实验，谱载作用下疲劳寿命测定。对实验中破坏试样典型断口进行金相分析，分析其破坏机理。

试验标准按ASTM标准法，试验应力比R=0.1，试验环境为大气室温，根据试验件有效面积估算试验荷载，观测疲劳裂纹萌生时间。实验前对连接件试样检查，确定表面状态等满足实验计划要求。静力试验中连接件取4个试样，1件用以测定破坏荷载，测定荷载-应变曲线试验中，测定指定位置在荷载下的应变值，为估算连接件疲劳寿命做好准备。……