应力集中和表面完整性对平尾大轴抗疲劳性能的影响

• 作者: 刘开亮 朱有利 李占明 王智 黄元林
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 应力集中 表面完整性 疲劳断裂 平尾
• 年，卷（期）: 2012,（22）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 93-97
• 页数: 5页
• 分类号: TJ811
• 字数: 2706字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2012.22.093

摘要

某型飞机平尾轴在进行台架试验时发生断裂,失效分析表明,该轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于大轴筒体内腔变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底.通过对大轴进行扫描电镜观察分析,发现使用过的旧大轴内表面存在10～16 μm厚的“疏松”层,疏松层内有较多的疲劳微裂纹和孔洞,该“疏松”层是大轴服役中氧化腐蚀和疲劳损伤所形成的.“疏松”层的存在破坏了大轴的表面完整性,降低了大轴材料的抗疲劳性能.有限元建模分析表明,变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的力学因素,两种应力集中因素的联合作用降低了大轴的疲劳寿命,导致大轴在变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底萌生疲劳裂纹.综合分析表明,大轴内表面“疏松”层的存在以及变截面台阶造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是大轴发生疲劳断裂的主要原因.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄元林	装甲兵工程学院装备再制造工程系	40	322	10.0	15.0
2	朱有利	装甲兵工程学院装备再制造工程系	73	809	16.0	24.0
3	李占明	装甲兵工程学院装备再制造工程系	36	346	11.0	16.0
4	刘开亮	装甲兵工程学院装备再制造工程系	3	23	2.0	3.0
5	王智	空军装备研究院航空装备研究所	2	18	2.0	2.0