飞机结构疲劳强度的影响因素及改进措施(三)
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提高飞机结构疲劳强度的措施
目前飞机设计制造,在结构布局、材料选择和工艺方法等方面,都采取了许多措施来提高飞机结构疲劳强度。这里仅就与使用维护有关的方面作一介绍。 5.1 减缓局部应力 增大圆角半径 减缓局部应力的一般原则是:防止截面有急剧的变化,当这种变化不可避免时,应保证这种变化有足够的圆角半径。 图9 歼6飞机前起落架轮叉接耳根部圆角的改进 图10 止裂孔降低了应力增长 歼6飞机前起落架轮叉在接耳根部易产生裂纹,就是由于接耳根部的圆角半径过小(只有),且接耳根部外缘的圆弧过渡区过小或根本未加工出来,形成尖角造成的。针对这一情况,部队采用了锉修和打磨的方法,工厂将接耳根部圆角半径加大到并使根部外缘有一定宽度的圆弧过渡面(图),从而排除了这一故障。 打止裂孔 当构件上已出现疲劳裂纹之后,为了减缓裂纹尖端的局部应力,较有效的办法是打止裂孔。由疲劳破坏的特征可知,疲劳破坏有一个过程,也就是说,在达到破坏之前,裂纹是缓慢扩展的。打止裂孔的目的就是制止裂纹缓慢扩展。 打止裂孔之所以能减缓裂纹尖端的局部应力制止裂纹缓慢扩展,主要是因为孔增大了裂纹尖端的曲率半径,降低了应力集中程度。 5.2 提高表面质量 消除构件上由于加工而残留的刀痕 削除的方法是:用锉刀、砂布进行打磨,但严禁用砂轮打磨,并注意打磨方向,防止造成新的周向刀痕。打磨处的光洁度不应低于一定数值,并应均匀光滑过渡。这个措施对于预防承力构件裂纹有明显作用。 应尽力防止构件表面人为地造成伤痕 过去有不少人认为,碰伤、划伤一点,只能触及飞机结构的一点毛皮,不会影响飞机寿命。这种认识是片面的。 提高表面材料强度,能使抗疲劳能力增加 常用的方法是渗碳、渗氮、氰化、高频电表面淬火、滚压、喷丸和挤压强化等。这些方法使材料表面组织变化,强度增加,因而疲劳强度增加。 对承受交变载荷的连接件,在装配时施加短 梁的预应力,也可以提高连接件的疲劳强度。
由于应力集中是影响疲劳强度的主要因素。因此,减缓局部应力是提高构件疲劳强度的一项重要措施。在维护使用中减缓局部应力的方法,主要是增大圆角半径和打止裂孔。
由于表面粗糙是引起应力集中的因素,因此提高构件表面光洁度,也是提高构件疲劳强度的重要措施。