7050凹槽铝板激光冲击强化残余应力分布与疲劳寿命

作者：苟磊; 马玉娥^*; 杜永; 刘磊; 郭超; 李钢

来源：航空学报, 2019, 40(12): 244-254.

• 7050-T7451铝板
• 凹槽
• 激光冲击强化
• 残余应力
• 临界平面法
• 疲劳寿命预测

激光冲击强化(LSP)是改善结构疲劳性能的重要手段,传统数值模拟方法很难模拟复杂结构的多点冲击强化过程。本文利用一种连续动态冲击方法对7050凹槽铝板进行激光冲击强化数值模拟,得到了冲击后稳定的残余应力场,并与试验测量的残余应力相对比,验证了该方法的精度与较高效率。运用4种基于临界平面法的应变模型,最大正应变模型、最大剪应变模型、BM模型和SWT模型分别对未强化件和强化件进行疲劳寿命预测。完成了激光冲击强化件和未强化件的疲劳试验,得到其疲劳寿命。结果表明:寿命预测值与试验结果吻合较好;对未强化件进行平均应力修正后,前3种模型误差分别为31.2%、22.6%和40.7%,而SWT模型的计算结果过于保守;对强化件进行最大正应力修正后,前3种模型误差分别为1.84%、24.0%和46.4%,而SWT模型的计算结果过于危险。

• 单位
  西北工业大学; 航空工业第一飞机设计研究院