国内外的学者们对此类问题开展了一系列的研 究工作。文献[2]通过疲劳试验探索并描述了锪窝 孔边角裂纹的扩展过程，给出了应力强度因子的有 限元分析方法;文献[3]介绍了关于锪窝孔边角裂 纹应力强度因子求解的最新研究进展;文献[4]研 究了载荷传递对于锪窝紧固件裂纹扩展中的影响；

文献[5 ]计算了飞机载荷谱下锪窝孔边的应力强度 因子;文献[6]研究了锪窝相对深度对结构疲劳寿 命的影响。但上述研究只是针对不含铆钉填充的锪 窝孔进行的，并未考虑铆钉填充及其铆钉干涉配合 对锪窝孔边角裂纹应力强度因子的影响，而实际结 构中一般采用干涉配合，干涉配合铆接是一种连接 强化技术，能显著提高结构的疲劳寿命，并获得良好 的密封性。

为此，本文对含铆钉填充的锪窝孔结构进行有 限元分析，重点讨论了铆钉与锪窝孔干涉配合量对

1结构模型与研究对象

锶窝孔铆钉填充件如图1所示。结构几何尺寸 如图2和图3所示,长度为i,宽度为取，厚度为*，中 心有锶窝孔，圆柱孔直径为2「，圆台高度为fc,圆台 最大底面直径为埋头孔边有如图3所示的扇形 角裂纹，裂纹长度即扇形半径为a,锪窝孔为120° 孔。表1列出了结构几何参数。材料为2524-T3铝合 金，弹性模量五=70 GPa，泊松比r

本文根据文献[7]的方法建立三维裂纹模型。 考虑裂尖奇异性，裂尖处采用退化的二十结点等参 单元进行划分。为了保证计算精度，对锪窝孔边角 裂纹附近的有限元网格进行了局部细化。

为了研究铆钉填充对锪窝孔边角裂纹应力强度 因子的影响，在有限元模型中对铆钉和锪窝孔建立 面面接触，接触单元分别选用三维TARGE170目标 面单元和三维CONTA174接触面单元。本文接触 实常数中法向接触刚度（FKN)设置为1，基于单元 厚度的允许穿透系数（FTOLN)设置为0. 1。

3.3含铆钉填充干涉配合时锪窝孔边角裂纹正则 化应力强度因子

干涉配合铆接是指铆f妾后钉杆和钉孔之间为紧 配合。它是一种连接强化技术，能显著提高结构的 疲劳寿命，并获得良好的密封性。干涉配合铆接的 干涉量是指铆接后由于铆钉镦粗而使铆钉孔胀大的 量。它通常有两种表示方法:绝对干涉量和相对干 涉量。

绝对干涉量

式中，/为绝对干涉量,mm; A为相对干涉量;A为 铆接后铆钉直径,为铆接前铆钉孔的直 径，mm0

由此可见，只要测量出巩和oD,就可以计算出 绝对干涉量/和相对干涉量A。本文分析中采用相对 干涉量表述问题。

图8给出了不同裂纹长度情况下，扇形裂纹前 缘正则化应力强度因子随干涉量变化的曲线。

从图9中可明显看到裂纹前缘a =0°处的正则 化应力强度因子值比《 = 120°处的大。从图中还可 看到，含铆钉填充干涉配合情况的各裂纹长度下的 正则化应力强度因子变化趋势与空孔和净配合时有 明显不同。干涉配合时，正则化应力强度因子在a = 90°附近有明显凸起增大，而后又呈下降趋势，这 些情况均是由于干涉量的存在而致。合适的干涉量 在某个裂纹前缘位置处可明显降低其应力强度因子 值，反之,则起负面影响。

4结论
1)对于不含铆钉填充时,锪窝孔边扇形角裂纹 裂纹前缘两端处的应力强度因子水平高于前缘其它 位置。

2)通过对比图6和图7可以看出，铆钉填充能 显著降低锪窝孔边角裂纹的应力强度因子水平。

3)通过图8和图9可以看出，最佳干涉量为 0.7%;在一定干涉量范围内,如0.5% -1. 1%范围 内,干涉配合铆接较净配合锎接可以明显降低裂纹 前缘应力强度因子的值，提高结构疲劳寿命，超过这 个范围后，干涉配合铆接会产生负面影响。

4)本文所得结果和结论可以为含铆钉填充锪 窝孔结构损伤容限评定提供技术支持。