[发明专利]冷挤压强化孔的疲劳寿命预测方法有效
申请号: | 201710492275.5 | 申请日: | 2017-06-26 |
公开(公告)号: | CN109115383B | 公开(公告)日: | 2021-07-09 |
发明(设计)人: | 邹成;李汝鹏;凡志磊 | 申请(专利权)人: | 中国商用飞机有限责任公司;上海飞机制造有限公司 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23;G01L5/00;G01N21/45;G06F119/02;G06F119/04 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 胡彬 |
地址: | 200126 上*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 挤压 强化 疲劳 寿命 预测 方法 | ||
本发明公开了一种冷挤压强化孔的疲劳寿命预测方法。本发明的冷挤压强化孔的疲劳寿命预测方法包括以下步骤:确定冷挤压工况;根据所确定的冷挤压工况,采用有限元分析软件建立有限元分析模型;设置冷挤压工艺参数并进行有限元仿真分析,得到残余应力分布和干涉量的仿真结果;基于冷挤压工况及冷挤压工艺参数制作冷挤压试片;对冷挤压试片的残余应力分布和干涉量进行测量;根据比较对有限元分析模型进行修正;基于修正的有限元分析模型,对疲劳寿命进行预测分析。本发明能够准确高效地预测不同冷挤压工艺方法下的冷挤压孔的疲劳寿命,为冷挤压工艺方法的选择与优化提供可靠依据。
技术领域
本发明涉及疲劳寿命预测方法的技术领域,尤其涉及冷挤压强化孔的疲劳寿命预测方法。
背景技术
据统计,飞机结构件服役期疲劳失效的调查统计分析表明,70%以上的结构疲劳问题均发生在连接处,已成为航空飞行器结构失效最主要的根源之一。采用冷挤压工艺可以通过提高残余应力的形式达到提高疲劳寿命的目的,但不同的工艺方法对疲劳寿命的影响不同,需要通过试验分析获取最优的工艺方法。
特定冷挤压工艺下的疲劳寿命,可以通过试验的方法获得,但该方法在实际生产过程中,需要花费大量的人力、财力与时间。因此,需要采用疲劳寿命分析预测的方法来减少试验量,传统的疲劳寿命预测方法与采用软件进行仿真分析能够分析不同结构形式下的疲劳寿命,但通常无法分析不同工艺对疲劳寿命的影响,准确性仍存在不足。
因此,亟需一种新的仿真分析方法,能够利用更少的试验建立起冷挤压工艺与疲劳寿命间的关系,以高效地实现针对不同冷挤压工艺方法疲劳寿命的准确、可靠的预测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的疲劳寿命预测方法难以考虑不同冷挤压工艺所带来的影响,而采用试验方法测试疲劳寿命的成本过高、周期过长的缺陷,提出一种冷挤压强化孔的疲劳寿命预测方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
本发明提供了一种冷挤压强化孔的疲劳寿命预测方法,其特点在于,其包括以下步骤:
步骤一、确定冷挤压工况;
步骤二、根据所确定的所述冷挤压工况,采用有限元分析软件建立有限元分析模型;
步骤三、在所述有限元分析模型的基础上,设置冷挤压工艺参数并进行有限元仿真分析,得到与所述冷挤压工艺参数对应的残余应力分布和干涉量的仿真结果;
步骤四、基于所述冷挤压工况及所述冷挤压工艺参数制作冷挤压试片;
步骤五、采用残余应力测量仪与干涉量测量仪,对所述冷挤压试片的残余应力分布和干涉量进行测量;
步骤六、比较步骤三得到的残余应力分布和干涉量的仿真结果与步骤五得到的残余应力分布和干涉量的测量结果,并根据比较结果对所述有限元分析模型进行修正,以使得所述仿真结果逼近所述测量结果;
步骤七、基于修正的有限元分析模型,采用疲劳寿命分析软件,以残余应力分布作为输入量对冷挤压强化孔的疲劳寿命进行预测分析。
较佳地,所述冷挤压工况包括冷挤压强化孔的孔径和/或材料性质。
较佳地,步骤二中所建立的有限元分析模型包括试片部分和挤压棒部分。
较佳地,所述冷挤压工艺参数包括挤压率和/或挤压速率。
较佳地,步骤五中对所述冷挤压试片的残余应力分布和干涉量进行的测量包括对至少8个参考点的测量。
较佳地,基于多组冷挤压工艺参数分别执行步骤三、四、五以获取所述多组冷挤压工艺参数分别对应的残余应力分布和干涉量的仿真结果和测量结果,并在步骤六中根据所述多组冷挤压工艺参数分别对应的残余应力分布和干涉量的仿真结果和测量结果的比较结果对所述有限元分析模型进行修正。
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