TC4开缝衬套冷挤压残余应力分布有限元仿真.pdfVIP

· 信息技术 · 王洪达，等 ·TC4开缝衬套冷挤压残余应力分布有限元仿真 TC4开缝衬套冷挤压残余应力分布有限元仿真 王洪达 。苏宏华 (南京航空航天大学 a．材料科学与技术学院，b．机电学院，江苏 南京 210016) 摘 要：开缝衬套冷挤压工艺在孔的周围产生残余压应力，广泛应用于航空结构件疲劳增寿。冷 挤压后孔周围的残余应力分布对预测带孔试样的疲劳寿命至关重要。针对开缝衬套冷挤压工艺 构造了二维有限元模型，研究了TCA钛合金孔冷挤压后的残余应力分布，并对比了不同相对挤压 量下试样中间层上最大残余压应力值，得到了初孔半径为3．175mm的孔的最佳相对挤压量。 关键词：冷挤压；开缝衬套；残余应力；有限元仿真 中图分类号：TG37；TP391．9 文献标志码：B 文章编号：1671-5276(2010)03-0098-03 Fil1iteElementSimulationofSplit．sleeveC0ldExpansionProcessinTCA Titanium Alloy WANG Hong．da ，SU Hong—hua (a．CollegeofMaterialScience＆Engineering；b．CollegeofMechanicaland ElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) Abstract：Split-sleevecoldhobbingtechnologyiswidelyusedtoimprovethefatiguelifeofstructureswithholesbycreatingbeneficial compressiveresidualstressesaroundexpandedholes．Forpredictionoffatigue life，itis importantthatresidualstressesproduced fO『m thecoldhobbingtechnologyareaccuratelyknown．Inthispaper．a2-Daxisymmetricfiniteelementsimulationisconductedfor thecoldhobbingofaholeinTC4plate．Thedistributionsofresidualstressesthroughthethicknessareresearched into．Thecom- parisonwiththemaxcompressiveresidualstressescreatedbydifferentrelativeextrusionshowsthat5％ isthebestrelativeextrusion ofholeswith3．175mm radius． Keywords：coldhobbingtechnology；split-sleeve；residualstresses；finiteelementsimulation 于对称性，文中模型为实际结构的一半。模型包括三个组成 0 引言 部分：带孔平板试样、开缝衬套和芯棒；包括两组接触：带孔平 板试样与开缝衬套之间和开缝衬套与芯棒之间。 孔的开缝衬套冷挤压工艺，可在孔的周围产生残余压 平板试样孑L半径，平板厚度，外径。早期研究表明，当 应力，降低了孔周围应力场强度因子，阻止裂纹的萌生，提 外径b足够大时(如b／a≥10)，外径的具体尺寸对残余应 高飞机上带孑L结构件的抗疲劳能力”。 。 力的分布没有影响 。平板试样