飞机结构疲劳强度的影响因素及改进措施(二)
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影响飞机结构疲劳强度的因素
根据部队和工厂维修实践，影响飞机结构疲劳强度的因素主要有以下四个方面： 应力集中的影响 大量破坏事例证明：应力集中是影响飞机结构疲劳强度的主要因素，疲劳源总是出现在应力集中的部位。如开孔、开槽、倒角、螺纹等处容易出现疲劳裂纹。 表面加工质量的影响 大量的破坏事例也证明：表面加工质量不高，也是影响飞机结构疲劳强度的重要因素。 装配效应的影响 使用经验和疲劳试验表明，各种装配效应对结构的疲劳强度影响很大。 使用环境的影响 1.腐蚀疲劳 金属受到腐蚀，将产生“腐蚀疲劳”，使疲劳强度降低，因为腐蚀使金属表面产生无数的小应力集中点，促使疲劳裂纹的形成。 2. 擦伤疲劳 当两个相互接触的固体表面具有微小的相对运动时，表面会受到损伤，这就会引起“擦伤疲劳”(或称“擦伤腐蚀”)。 3. 高温疲劳 其和低温疲劳温度对结构的疲劳强度也有影响。 构件在交变的热应力作用下引起的破坏称为“热疲劳”。这种热应力主要来自两方面，①由温度分布不均所引起的;②限制金属自由膨胀或收缩所引起的。热疲劳破坏常常表现为金属表面细微裂纹网络的形成，叫做“龟裂”。 在声环境下工作的构件，因为受到噪音的激励而产生振动，由这种强迫振动引起的破坏，称为“声疲劳”或“噪音疲劳”。 5 提高飞机结构疲劳强度的措施 目前飞机设计制造，在结构布局、材料选择和工艺方法等方面，都采取了许多措施来提高飞机结构疲劳强度。这里仅就与使用维护有关的方面作一介绍。 5.1 减缓局部应力 增大圆角半径 减缓局部应力的一般原则是：防止截面有急剧的变化，当这种变化不可避免时，应保证这种变化有足够的圆角半径。 图9 歼6飞机前起落架轮叉接耳根部圆角的改进 图10 止裂孔降低了应力增长 歼6飞机前起落架轮叉在接耳根部易产生裂纹，就是由于接耳根部的圆角半径过小(只有)，且接耳根部外缘的圆弧过渡区过小或根本未加工出来，形成尖角造成的。针对这一情况，部队采用了锉修和打磨的方法，工厂将接耳根部圆角半径加大到并使根部外缘有一定宽度的圆弧过渡面(图)，从而排除了这一故障。 打止裂孔 当构件上已出现疲劳裂纹之后，为了减缓裂纹尖端的局部应力，较有效的办法是打止裂孔。由疲劳破坏的特征可知，疲劳破坏有一个过程，也就是说，在达到破坏之前，裂纹是缓慢扩展的。打止裂孔的目的就是制止裂纹缓慢扩展。 打止裂孔之所以能减缓裂纹尖端的局部应力制止裂纹缓慢扩展，主要是因为孔增大了裂纹尖端的曲率半径，降低了应力集中程度。 5.2 提高表面质量 消除构件上由于加工而残留的刀痕 削除的方法是：用锉刀、砂布进行打磨，但严禁用砂轮打磨，并注意打磨方向，防止造成新的周向刀痕。打磨处的光洁度不应低于一定数值，并应均匀光滑过渡。这个措施对于预防承力构件裂纹有明显作用。 应尽力防止构件表面人为地造成伤痕 过去有不少人认为，碰伤、划伤一点，只能触及飞机结构的一点毛皮，不会影响飞机寿命。这种认识是片面的。 提高表面材料强度，能使抗疲劳能力增加 常用的方法是渗碳、渗氮、氰化、高频电表面淬火、滚压、喷丸和挤压强化等。这些方法使材料表面组织变化，强度增加，因而疲劳强度增加。 对承受交变载荷的连接件，在装配时施加短 梁的预应力，也可以提高连接件的疲劳强度。
4. 热疲劳
5. 声疲劳
由于应力集中是影响疲劳强度的主要因素。因此，减缓局部应力是提高构件疲劳强度的一项重要措施。在维护使用中减缓局部应力的方法，主要是增大圆角半径和打止裂孔。
由于表面粗糙是引起应力集中的因素，因此提高构件表面光洁度，也是提高构件疲劳强度的重要措施。
