重复使用火箭贮箱焊接接头失效准则及高风险失效危险区确定研究

贮箱是重复使用火箭的关键部件之一,焊缝的完整性评定是重复使用火箭贮箱设计制造的难题。本文根据断裂力学弹塑性原理及双参数2A级失效评估方法,对重复使用火箭贮箱焊缝裂纹进行定量评估。基于贮箱焊缝完整性评定流程,给出求解贮箱箱底焊缝剩余强度和临界裂纹尺寸的方法,结合实例确定了典型贮箱高风险失效危险部位。计算结果表明,结构临界裂纹尺寸随外加应力增加而减小,剩余强度随临界裂纹长度增加而减小;在相同外加应力下,临界裂纹尺寸随结构外径的降低而减小;在一定临界裂纹尺寸下,剩余强度随结构外径增加而增加。

热处理对2A14铝合金组织和性能的影响

研究了不同热处理条件下2A14铝合金火箭贮箱主要结构的显微组织、硬度和力学性能。结果表明:2A14铝合金火箭贮箱基材的显微组织均为变形组织,焊缝区为枝晶组织,部分区域存在一定数量的气孔缺陷,热影响区是整个焊接接头最薄弱的位置;贮箱箱底与箱体母材硬度几乎相同,远高于叉形环母材硬度;箱底的力学性能最好,箱体次之,叉形环最差;固溶时效前的退火处理可以促进第二相溶入基体,使2A14铝合金获得优良的综合性能。

基于扩展有限元的疲劳裂纹扩展分析

针对结构板裂纹扩展问题,基于Abaqus的扩展有限元法,使用3种方法计算单边裂纹和中心裂纹的静态应力强度因子,发现相互作用积分法结果更加精确,误差在2%以内。采用相互作用积分法计算裂纹扩展过程的动态应力强度因子,误差在3%以内,结合低周疲劳分析,对孔边裂纹的剩余寿命进行预测,与试验结果相比,误差为3.8%,并且疲劳裂纹扩展稳定阶段的试验结果与扩展有限元分析基本一致,证明了此方法的准确性和可行性。因此,该方法为疲劳裂纹扩展过程中动态应力强度因子计算和剩余寿命预测提供可靠的参考依据。

焊后时效处理对2219铝合金VPTIG接头微区组织和显微硬度的影响

研究了不同温度焊后时效处理对2219铝合金变极性钨极氩弧焊(VPTIG)接头各微区显微组织的影响,采用显微硬度测试和透射电镜观察分析焊接接头各微区析出相的形貌和分布。结果表明,焊后时效处理温度不同,焊接接头各微区显微组织和硬度发生的变化不同。热影响区中的完全回复区对焊后时效最为敏感,低温处理时显微硬度就有明显增长,并在160℃处理时达到最大涨幅;焊缝区变化相对较小,其显微硬度的最高涨幅出现在210℃,且小于前者;热影响区中的过时效区最为稳定,显微硬度的最大增长同样出现在160℃,但涨幅很小。透射电镜观察表明,焊接接头各微区的显微硬度变化主要与时效强化相的析出行为有关。

纤维金属层板力学性能的研究现状

纤维金属层板(Fibre metal laminates,FMLs)具有优异的综合力学性能,现已成功应用于航空等领域。高速冲击性能是FMLs重要的力学性能指标之一,然而由于FMLs高速冲击破坏机制的复杂性,目前对其高速冲击性能的研究还处于起步阶段。鉴于此,本文在综述FMLs力学性能的基础上,重点从实验研究和有限元模拟等方面讨论了FMLs高速冲击性能研究现状,最后提出了FMLs力学性能现有研究中存在的一些问题和未来潜在的发展方向。