7050耳片孔冷挤压强化残余应力及疲劳寿命仿真研究
Simulation study on residual stress and fatigue life of the 7050 lug holes after cold extrusion strengthening
- 机械强度 2026年48卷第1期 页码：33-41
- 作者机构：
1.南京航空航天大学 机电学院，南京 210016
2.航天精工股份有限公司，天津 300300
3.天津市紧固连接技术企业重点实验室，天津 300300
- 作者简介：
郑泽庭，男，2000年生，广东深圳人，在读硕士研究生；主要研究方向为抗疲劳制造；E-mail:473511870@qq.com。
- 基金信息：国家自然科学基金联合基金项目(U20A20293);天津市紧固连接技术企业重点实验室开放课题(HTJG-TJ-YJ-2024-2002)
DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2026.01.004
中图分类号： V215.5收稿：2024-04-28，
修回：2024-07-10，
纸质出版：2026-01-15
- 稿件说明：
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郑泽庭，黎向锋，易志东，等. 7050耳片孔冷挤压强化残余应力及疲劳寿命仿真研究［J］. 机械强度，2026，48（1）：33-41.
ZHENG Zeting，LI Xiangfeng，YI Zhidong，et al. Simulation study on residual stress and fatigue life of the 7050 lug holes after cold extrusion strengthening［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（1）：33-41.
郑泽庭，黎向锋，易志东，等. 7050耳片孔冷挤压强化残余应力及疲劳寿命仿真研究［J］. 机械强度，2026，48（1）：33-41. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.01.004.
ZHENG Zeting，LI Xiangfeng，YI Zhidong，et al. Simulation study on residual stress and fatigue life of the 7050 lug holes after cold extrusion strengthening［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（1）：33-41. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.01.004.
摘要
目的
2
基于冷挤压强化质量的优劣与工艺参数的选取密切相关这一事实，探究不同工艺参数对7050耳片孔经冷挤压强化后的残余应力及疲劳寿命的影响。
方法
2
首先，利用有限元法探究带PH13-8Mo压合衬套的7050-T7451铝合金耳片孔经冷挤压强化后的残余应力的分布和变化，利用能量法和拉拔力测试证明了建立的有限元模型的有效性。然后，基于有限元疲劳分析软件FE-Safe探究不同工艺参数对耳片孔疲劳寿命的影响规律。最后，通过疲劳试验验证仿真模型和结果的可靠性。
结果
2
结果表明，芯棒过渡圆弧半径过大或过小均不利于提高耳片孔的疲劳寿命，当芯棒过渡圆弧半径为2 mm左右时，耳片孔的疲劳寿命最长；随着衬套铰孔量的增加，耳片孔的疲劳寿命先变长后变短，当铰孔量为0.8 mm左右时，耳片孔的疲劳寿命最长；孔与衬套的安装间隙越大，耳片孔的疲劳寿命越短。
Abstract
Objective
2
Based on the fact that the quality of cold extrusion strengthening is closely related to the selection of process parameters
this study investigates the effects of different process parameters on the residual stress and fatigue life of 7050 aluminum alloy lug holes after cold extrusion strengthening.
Methods
2
Firstly
the distribution and variation of residual stress in 7050-T7451 aluminum alloy lug holes with PH13-8Mo pressed-in bushings after cold extrusion strengthening were explored by using the finite element method. The validity of the established finite element model was confirmed through energy methods and pull-out force tests. Subsequently
the influence patterns of different process parameters on the fatigue life of lug holes were explored based on the finite element fatigue analysis software FE-Safe. Finally
fatigue tests were conducted to verify the reliability of the simulation model and results.
Results
2
The results indicate that both excessively large and small fillet radii of the mandrel transition are detrimental to improving the fatigue life of the lug holes. When the fillet radius of the mandrel transition is approximately 2 mm
the fatigue life of the lug holes is maximized. With the increase of the bushing reaming allowance
the fatigue life of the lug holes first increases and then decreases
reaching the longest fatigue life at a reaming allowance of about 0.8 mm. Additionally
the larger the installation clearance between the hole and the bushing
the shorter the fatigue life of the lug holes.
关键词
Keywords
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