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國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們對(duì)此類問(wèn)題開展了一系列的研 究工作。文獻(xiàn)[2]通過(guò)疲勞試驗(yàn)探索并描述了锪窩 孔邊角裂紋的擴(kuò)展過(guò)程，給出了應(yīng)力強(qiáng)度因子的有 限元分析方法;文獻(xiàn)[3]介紹了關(guān)于锪窩孔邊角裂 紋應(yīng)力強(qiáng)度因子求解的最新研究進(jìn)展;文獻(xiàn)[4]研 究了載荷傳遞對(duì)于锪窩緊固件裂紋擴(kuò)展中的影響；

文獻(xiàn)[5 ]計(jì)算了飛機(jī)載荷譜下锪窩孔邊的應(yīng)力強(qiáng)度 因子;文獻(xiàn)[6]研究了锪窩相對(duì)深度對(duì)結(jié)構(gòu)疲勞壽 命的影響。但上述研究只是針對(duì)不含鉚釘填充的锪 窩孔進(jìn)行的，并未考慮鉚釘填充及其鉚釘干涉配合 對(duì)锪窩孔邊角裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，而實(shí)際結(jié) 構(gòu)中一般采用干涉配合，干涉配合鉚接是一種連接 強(qiáng)化技術(shù)，能顯著提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，并獲得良好 的密封性。

為此，本文對(duì)含鉚釘填充的锪窩孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行有 限元分析，重點(diǎn)討論了鉚釘與锪窩孔干涉配合量對(duì)

1結(jié)構(gòu)模型與研究對(duì)象

鍶窩孔鉚釘填充件如圖1所示。結(jié)構(gòu)幾何尺寸 如圖2和圖3所示,長(zhǎng)度為i,寬度為取，厚度為*，中 心有鍶窩孔，圓柱孔直徑為2「，圓臺(tái)高度為fc,圓臺(tái) 最大底面直徑為埋頭孔邊有如圖3所示的扇形 角裂紋，裂紋長(zhǎng)度即扇形半徑為a,锪窩孔為120° 孔。表1列出了結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)。材料為2524-T3鋁合 金，彈性模量五=70 GPa，泊松比r

本文根據(jù)文獻(xiàn)[7]的方法建立三維裂紋模型。 考慮裂尖奇異性，裂尖處采用退化的二十結(jié)點(diǎn)等參 單元進(jìn)行劃分。為了保證計(jì)算精度，對(duì)锪窩孔邊角 裂紋附近的有限元網(wǎng)格進(jìn)行了局部細(xì)化。

為了研究鉚釘填充對(duì)锪窩孔邊角裂紋應(yīng)力強(qiáng)度 因子的影響，在有限元模型中對(duì)鉚釘和锪窩孔建立 面面接觸，接觸單元分別選用三維TARGE170目標(biāo) 面單元和三維CONTA174接觸面單元。本文接觸 實(shí)常數(shù)中法向接觸剛度（FKN)設(shè)置為1，基于單元 厚度的允許穿透系數(shù)（FTOLN)設(shè)置為0. 1。

3.3含鉚釘填充干涉配合時(shí)锪窩孔邊角裂紋正則 化應(yīng)力強(qiáng)度因子

干涉配合鉚接是指鉚f妾后釘桿和釘孔之間為緊 配合。它是一種連接強(qiáng)化技術(shù)，能顯著提高結(jié)構(gòu)的 疲勞壽命，并獲得良好的密封性。干涉配合鉚接的 干涉量是指鉚接后由于鉚釘鐓粗而使鉚釘孔脹大的 量。它通常有兩種表示方法:絕對(duì)干涉量和相對(duì)干 涉量。

絕對(duì)干涉量

式中，/為絕對(duì)干涉量,mm; A為相對(duì)干涉量;A為 鉚接后鉚釘直徑,為鉚接前鉚釘孔的直 徑，mm0

由此可見(jiàn)，只要測(cè)量出鞏和oD,就可以計(jì)算出 絕對(duì)干涉量/和相對(duì)干涉量A。本文分析中采用相對(duì) 干涉量表述問(wèn)題。

圖8給出了不同裂紋長(zhǎng)度情況下，扇形裂紋前 緣正則化應(yīng)力強(qiáng)度因子隨干涉量變化的曲線。

從圖9中可明顯看到裂紋前緣a =0°處的正則 化應(yīng)力強(qiáng)度因子值比《 = 120°處的大。從圖中還可 看到，含鉚釘填充干涉配合情況的各裂紋長(zhǎng)度下的 正則化應(yīng)力強(qiáng)度因子變化趨勢(shì)與空孔和凈配合時(shí)有 明顯不同。干涉配合時(shí)，正則化應(yīng)力強(qiáng)度因子在a = 90°附近有明顯凸起增大，而后又呈下降趨勢(shì)，這 些情況均是由于干涉量的存在而致。合適的干涉量 在某個(gè)裂紋前緣位置處可明顯降低其應(yīng)力強(qiáng)度因子 值，反之,則起負(fù)面影響。

4結(jié)論
1)對(duì)于不含鉚釘填充時(shí),锪窩孔邊扇形角裂紋 裂紋前緣兩端處的應(yīng)力強(qiáng)度因子水平高于前緣其它 位置。

2)通過(guò)對(duì)比圖6和圖7可以看出，鉚釘填充能 顯著降低锪窩孔邊角裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子水平。

3)通過(guò)圖8和圖9可以看出，最佳干涉量為 0.7%;在一定干涉量范圍內(nèi),如0.5% -1. 1%范圍 內(nèi),干涉配合鉚接較凈配合锎接可以明顯降低裂紋 前緣應(yīng)力強(qiáng)度因子的值，提高結(jié)構(gòu)疲勞壽命，超過(guò)這 個(gè)范圍后，干涉配合鉚接會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

4)本文所得結(jié)果和結(jié)論可以為含鉚釘填充锪 窩孔結(jié)構(gòu)損傷容限評(píng)定提供技術(shù)支持。