刘洋等：钛铝异质自冲铆接头疲劳性能及失效机理 ·481· 表3接头疲劳数据 4.0 Table 3 Fatigue data of different joints TA接头疲劳数据 3.5 一TA接头S-N曲线 ▲AT接头疲劳数据 接头 载荷 试件 疲劳 载荷试件 疲劳 接头 寿命 寿命 3.0 AT接头S-N曲线 水平/%编号 水平/%编号 01 20288 07 29886 2.5 50 02 19557 60 08 29734 2.0 08 15034 10 30886 05 120087 03 368511 1.5 TA 30 11 81098 AT 35 04 248464 1.0 12 87322 06 352976 14 575754 11 1564571 4.2 48 5.4 6.0 6.6 18 15 900786 25 12 1391789 疲劳寿命对数lgW 17 1028531 13 1896804 图5接头S-N曲线 Fig.5 S-V curves of the joints 断裂：AT接头在疲劳载荷水平为60%下均为铆钉 断裂失效；在35%载荷水平下有1个接头出现了下 SCAN型高真空电子扫描显微镜下进行微观断口观 板断裂和铆钉腿部断裂混合失效形式，其余接头因 测.TA接头下板断口的观测结果如图6所示，图6 下板断裂失效：在25%载荷水平下有1个接头因下 ()靠近铆钉脚位置有细密的疲劳条纹，呈现出类 板断裂失效，其余接头为下板断裂和铆钉腿部断裂 解理羽毛花样特征，这是疲劳源区和近源区的典型 混合失效.由此可得，AT接头在高疲劳载荷水平 特征：由于接头在周期性循环应力作用下，铆钉脚与 下，铆钉为薄弱部位，接头因铆钉断裂失效.在中低 下板内锁区域（图6(a)F区域）发生微动，导致疲劳 疲劳载荷水平下下板和铆钉为薄弱部位，多数接头 裂纹产生.图6(c)和(e)出现了明显的塑性疲劳条 因下板和铆钉断裂失效. 带，这是疲劳裂纹扩展区的微观形貌特征；由于受到 为了研究接头在疲劳载荷下的微观失效机理， 规则的往复推压，疲劳裂纹开裂后的断口相对面上 选取典型断口在捷克TESCAN公司生产的VEGA3 的尖刃会产成伤痕，条痕呈轮胎状花样：图6(b)呈 (a) (b) 20n 204m 204m 204mt 20 um 图6TA接头下板断口形貌.(a)断口宏观形貌：(b)A区域放大图：(c)B区域放大图：(d)C区域放大图：()D区域放大图：()E区域放 大图 Fig.6 Appearance of fracture on the lower sheet of TA joints:(a)macroscopic morphology of the fracture:(b)enlarged Area A:(c)enlarged Area B:(d)enlarged Area C:(e)enlarged Area D:(f)enlarged Area E刘 洋等: 钛铝异质自冲铆接头疲劳性能及失效机理 表 3 接头疲劳数据 Table 3 Fatigue data of different joints 接头 载荷 水平/% 试件 编号 疲劳 寿命 接头 载荷 水平/% 试件 编号 疲劳 寿命 TA 50 30 18 01 20288 02 19557 08 15034 05 120087 11 81098 12 87322 14 575754 15 900786 17 1028531 AT 60 35 25 07 29886 08 29734 10 30886 03 368511 04 248464 06 352976 11 1564571 12 1391789 13 1896804 图 6 TA 接头下板断口形貌 . ( a) 断口宏观形貌; ( b) A 区域放大图; ( c) B 区域放大图; ( d) C 区域放大图; ( e) D 区域放大图; ( f) E 区域放 大图 Fig． 6 Appearance of fracture on the lower sheet of TA joints: ( a) macroscopic morphology of the fracture; ( b) enlarged Area A; ( c) enlarged Area B; ( d) enlarged Area C; ( e) enlarged Area D; ( f) enlarged Area E 断裂; AT 接头在疲劳载荷水平为 60% 下均为铆钉 断裂失效; 在 35% 载荷水平下有 1 个接头出现了下 板断裂和铆钉腿部断裂混合失效形式，其余接头因 下板断裂失效; 在 25% 载荷水平下有 1 个接头因下 板断裂失效，其余接头为下板断裂和铆钉腿部断裂 混合失效． 由此可得，AT 接头在高疲劳载荷水平 下，铆钉为薄弱部位，接头因铆钉断裂失效． 在中低 疲劳载荷水平下下板和铆钉为薄弱部位，多数接头 因下板和铆钉断裂失效． 为了研究接头在疲劳载荷下的微观失效机理， 选取典型断口在捷克 TESCAN 公司生产的 VEGA3 图 5 接头 S--N 曲线 Fig． 5 S--N curves of the joints SCAN 型高真空电子扫描显微镜下进行微观断口观 测． TA 接头下板断口的观测结果如图 6 所示，图 6 ( d) 靠近铆钉脚位置有细密的疲劳条纹，呈现出类 解理羽毛花样特征，这是疲劳源区和近源区的典型 特征; 由于接头在周期性循环应力作用下，铆钉脚与 下板内锁区域( 图 6( a) F 区域) 发生微动，导致疲劳 裂纹产生． 图 6( c) 和( e) 出现了明显的塑性疲劳条 带，这是疲劳裂纹扩展区的微观形貌特征; 由于受到 规则的往复推压，疲劳裂纹开裂后的断口相对面上 的尖刃会产成伤痕，条痕呈轮胎状花样; 图 6( b) 呈 · 184 ·