《自動鑽鉚多歷史應力統一特徵及損傷衍變的疲勞機理》是依託南京航空航天大學，由田威擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自動鑽鉚多歷史應力統一特徵及損傷衍變的疲勞機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：田威
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對我國新一代軍用飛機製造領域對長壽命連線技術的迫切需求以及自動鑽鉚技術逐步取代傳統手工鑽鉚所帶來的新問題，本項目旨在系統深入地開展自動鑽鉚對飛機結構的疲勞特性影響機理研究。以自動鑽鉚過程中殘餘應力的變化為主線，研究制孔、裝配過程中各環節導致的殘餘應力的理論分析方法和檢測技術，以材料的本構關係和塑性變形理論為基礎，考慮各階段歷史應力之間的互影響耦合關係，建立統一的應力場描述模型。重點解決鑽鉚過程應力場的描述模型、基於刀具與材料相互作用的制孔毛刺模型、多歷史應力下損傷與強化特徵衍變的結構疲勞特性等基礎理論問題。在制孔毛刺特徵的基礎上，考察基於力的材料損傷衍變機理，研究殘餘應力有害分量與有益分量的損傷與強化競爭機制，解決基於可控的制孔初始質量的鑽鉚多歷史應力統一性描述及結構疲勞壽命評估問題，為飛機自動鑽鉚工藝最佳化提供理論基礎，提升我國飛機製造技術水平。
結題摘要
本項目針對我國新一代軍用飛機製造領域對長壽命連線技術的迫切需求以及自動鑽鉚技術逐步取代傳統手工鑽鉚所帶來的新問題，探索了不同工藝條件下鉚接裝配結構的力學性能。基於塑性成形原理與彈塑性力學理論建立了鉚接力與釘頭成鐓頭尺寸關係模型，進一步建立了鉚接力與初始配合容差共影響下的釘/孔變形力學模型；通過Abaqus有限元仿真軟體建立了2D軸對稱有限元鉚接模型，分析了不同釘頭尺寸以及初始配合條件下的帶孔板應力/應變特徵；基於3D有限元模型分析了多排鉚釘搭接接頭的鉚接及拉伸作用下的應力特徵，通過用戶自定義單元編程實現了鉚接殘餘應力與二次彎曲效應共同作用下的裂紋尖端應力強度因子的計算，並用其對裂紋的擴展速率進行分析；通過試驗研究了不同工藝特徵下鉚接搭接接頭裂紋萌生與裂紋擴展特徵、斷裂特徵以及疲勞壽命，基於等效疲勞壽命的方法驗證了Elber裂紋張開（閉合）應力模型對包含殘餘應力作用的鉚接接頭疲勞分析的有效性。本項目成果完善了自動鑽鉚質量評估體系，為我國新一代飛機長壽命連線的工業化套用提供工藝解決方案。
