一种提升螺栓疲劳强度的强化方法及强化螺栓技术

技术编号:42760204 阅读:55 留言:0更新日期:2024-09-18 13:47
本发明专利技术涉及一种提升螺栓疲劳强度的强化方法,依次包括建立参数数据库、确定初始工艺参数、确定实际工艺参数、激光冲击强化和螺纹加工的步骤;建立参数数据库步骤是结合目标螺栓的材料,建立相应材料经激光冲击强化工艺形成的影响层深度。确定初始工艺参数步骤是根据目标螺栓的螺纹牙型高度从参数数据库优选出的工艺参数。确定实际工艺参数步骤是根据光螺杆的曲面特性进一步调整初始工艺参数。然后先对目标螺栓的光螺杆进行激光冲击强化处理形成较深的残余压应力影响层,再在激光冲击强化后的螺杆上加工螺纹。因此本发明专利技术的强化方法将激光冲击强化技术与螺纹加工进行有效结合,能够优化生产流程,得到的强化螺杆疲劳寿命提高2倍以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空的,尤其涉及一种提升螺栓疲劳强度的强化方法及强化螺栓


技术介绍

1、随着航空技术的发展,航空飞行器的各项技术指标和要求都在逐年提升,对飞机各项结构部件的性能也有更高的要求。以螺栓为代表的紧固件是飞机结构中用量最多的零件,螺栓的性能对飞机结构使用寿命和可靠性有着重要影响。

2、飞机在服役过程中长期处于振动的动态环境,用于连接的螺栓始终承受或拉、或剪的交变应力作用,容易产生微小的疲劳缺陷,并逐渐扩大为裂纹,导致螺栓的疲劳失效。在螺栓的失效问题中大约有80%以上是由于疲劳断裂,且断裂位置大多位于应力集中的螺纹位置。螺纹是螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起和凹陷,由于其特殊的结构特点,针对螺纹的强化都是通过化学方法在表面制备一层强化膜层,如氮化、钝化以及涂层等。这些强化方法仅是从提高表面硬度和耐腐蚀性等方面提高螺纹性能,对螺栓疲劳寿命的改善效果不明显。

3、激光冲击强化技术采用短脉冲、高峰值功率密度的激光在金属表面诱导产生等离子体冲击波作用于金属表面,使材料表层微观组织发生变化,预制较大残余压应力,有效改善金属表面应力集本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,所述步骤1)中的激光冲击强化的工艺参数包括激光功率密度和搭接率,其中所述激光功率密度和激光能量以及光斑尺寸相关,所述搭接率为相邻光斑的重复率。

3.根据权利要求2所述的提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,所述步骤1)中所述参数数据库的建立,具体包括:采用与所述目标螺栓的材料和热处理状态相同的平板试样进行预实验,设置梯度变化的激光功率密度和搭接率,并分别对所述平板试样按所述梯度分布的激光功率密度和搭接率进行激光冲击强化,测试经过激光...

【技术特征摘要】

1.一种提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,所述步骤1)中的激光冲击强化的工艺参数包括激光功率密度和搭接率,其中所述激光功率密度和激光能量以及光斑尺寸相关,所述搭接率为相邻光斑的重复率。

3.根据权利要求2所述的提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,所述步骤1)中所述参数数据库的建立,具体包括:采用与所述目标螺栓的材料和热处理状态相同的平板试样进行预实验,设置梯度变化的激光功率密度和搭接率,并分别对所述平板试样按所述梯度分布的激光功率密度和搭接率进行激光冲击强化,测试经过激光冲击强化的所述平板试样的不同深度的残余压应力获得残余压应力层深的数据,进而得到按所述梯度变化的激光功率密度和搭接率进行激光冲击强化得到的对应的所述影响层深度的数据。

4.根据权利要求1所述的提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,所述步骤2)中所述影响层深度需设置为所述目标螺栓的螺纹牙型高度的1.5~2.5倍。

5.根据权利要求1所述的提升螺栓疲劳强度的强化方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括:根据所述目标螺栓的光螺杆直径预设初步光斑直径,满足初步光斑直径<光螺杆直径;然后激光设备采用≤2焦耳的激光能量垂直冲击所述光螺杆的外圆柱面,得到畸变光斑;当满足畸变光斑的长直径≤1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员:张梁舒怡王亚洲张亚龙刘萍姜楠李国杰王伟
申请(专利权)人:西安天瑞达光电技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1