根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效研究

为研究根部圆角滚压强化处理后高精度螺栓的疲劳失效特征,开展根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效断口的检测与研究。分析螺栓根部圆角滚压强化工艺的特点;对比螺栓滚压表面处理工艺对螺栓疲劳断裂的影响,对高精度螺栓疲劳试验后的外观和断口进行宏观形貌和微观显微特征研究;探讨涂铝钛合金螺栓的裂纹源特征。研究结果表明：根部圆角滚压螺栓的疲劳断裂断口呈现显著的韧性断裂特征;涂铝、喷丸或抛光处理能够增强其断口的等轴韧窝特征,证实了以韧性断裂为主的断裂机理,同时研究发现了铝涂层的界面剥离特征。     

钛合金螺栓根部圆角滚压强化的工艺参数仿真研究

针对TC4钛合金高精度螺栓根部圆角滚压强化技术的工艺参数开展仿真研究。根据滚压工艺建立螺栓根部圆角滚压强化的有限元仿真模型，获得了应力分布云图；以螺栓根部圆角的残余应力积分中值为主要研究对象，确定了应力提取路径。采用正交分析方法对滚压过程进行数值仿真，并利用结果分析不同工艺参数对残余应力大小的影响。建立残余应力积分中值-工艺参数的数学回归模型，并进行参数优化。最后，在优化结果的基础上，分别针对滚压转速、时间、摩擦因数和滚压力进行仿真试验，研究参数变化对残余应力的影响，并分析产生影响的原因。该研究结果可以为钛合金螺栓根部圆角的滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。