划痕损伤对含铆钉孔2198-T8铝锂合金疲劳性能的影响

作     者：张雪洋 钟振东 潘雪纯 惠琳斐 陈亚军 ZHANG Xue-yang;ZHONG Zhen-dong;PAN Xue-chun;HUI Lin-fei;CHEN Ya-jun

作者机构：中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 

出 版 物：《塑性工程学报》 (Journal of Plasticity Engineering)

年 卷 期：2022年第29卷第9期

页      面：199-206页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：中央高校基本科研业务经费资助项目(3122021040) 

主　　题：2198-T8铝锂合金 正交试验 划痕损伤 疲劳性能 断口分析 

摘      要：针对飞机蒙皮搭接处的划痕损伤问题,研究了含划痕缺陷的含铆钉孔2198-T8铝锂合金板材的疲劳性能。首先,利用Abaqus有限元仿真软件,通过正交试验法确定了划痕关键影响参数,优化了疲劳试验方案。其次,预制了9类划痕损伤试样,分析了划痕参数对其疲劳性能的影响,并结合数字图像相关技术对裂纹扩展路径进行了讨论。最后,利用体视显微镜及扫描电子显微镜对断口进行了表征并分析了疲劳断裂机理。结果表明,划痕尖端角度θ对力学性能影响最小;划痕深度D是影响疲劳性能的主要因素。在D=0.8 mm、c=72 mm、θ=45°的损伤条件下,疲劳寿命下降至1795次,较无损试样下降97.66%。当DD_(s)=0.15 mm时,断裂位置由铆钉孔截面转移至划痕截面,且断裂模式由单一疲劳源扩展的韧性断裂转变为多疲劳源放射状扩展的准解理断裂。