長壽命機械連接技術研究應用進展

（中航工業北京航空制造工程研究所, 北京 100024）

壽命問題是影響飛行器安全運行的重要因素之一，在飛機結構設計中，把飛機結構從開始使用到發生疲勞破壞所作用的循環載荷的次數或時間，稱為疲勞壽命。為了確保設備在使用時存在或正在擴展的裂紋不會發生無法挽回的災難性事故，必須可靠地確定疲勞條件下的疲勞安全壽命，估算結構的疲勞安全壽命對于設備的安全使用、維護具有重要意義[1]。隨著飛機壽命的增加，由于疲勞引起的飛機安全飛行問題越來越嚴重。

目前，飛機結構件采用的主要連接方法仍是機械連接，一架飛機上裝有幾十萬甚至二、三百萬個鉚釘和螺栓。緊固件連接孔是飛機疲勞破壞的薄弱環節，因交變應力的作用，源于孔的疲勞裂紋極易擴展到受力結構件上而引發災難性的事故[2-4]。服役飛機中發現的疲勞裂紋60%以上都出現在緊固件孔處。因此，必須采取長壽命連接工藝措施，避免緊固孔處初始裂紋的出現和延緩裂紋擴展的速度，這對提高飛機壽命顯得尤為重要[5]。

根據技術特點，長壽命連接技術可分為孔強化技術、干涉連接技術和防腐蝕和抗氧化技術。孔強化技術通過開縫襯套或無縫襯套使結構孔壁產生殘余壓應力，可延遲裂紋的擴展，從而提高接頭的疲勞壽命。干涉連接技術通過緊固系統與被連接孔產生過盈配合，使孔壁產生殘余壓應力。復合材料干涉配合，使孔壁產生毛刷狀分層，孔壁產生軟化，大幅度降低應力集中系數，從而提高結構的疲勞壽命。……