Определение характеристик механических свойств материалов металлокомпозитного ксенонового бака высокого давления
Автор: Анискович Е.В., Середин В.И.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Математика, механика, информатика
Статья в выпуске: 3 т.16, 2015 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты определения прочностных характеристик механических свойств материалов металлокомпозитного ксенонового бака высокого давления путем проведения экспериментальных исследований на статическое растяжение образцов, вырезанных из титанового лейнера, и экспериментальных исследований на поперечный четырехточечный изгиб образцов из композитного материала, вырезанных из силовой композитной оболочки бака. На основании проведенных экспериментальных исследований сделаны расчетные обоснования для оценки дополнительных характеристик механических свойств материалов. Для исследования титанового сплава тонкостенной сварной емкости и композитного материала силовой оболочки были вырезаны плоские образцы на растяжение. Образцы вырезались вдоль и поперек проката металла бака. В процессе испытаний на растяжение проводилась автоматическая запись диаграммы деформирования с координатами «нагрузка-перемещение». Для экспериментального исследования композитного материала силовой композитной оболочки бака были вырезаны образцы из двух зон: из верхней части бака вблизи фланца и из области вблизи экватора средней части бака. Образцы из верхней части характеризовались углом намотки лент -30°...+30°, образцы с экватора - углом -12°…+12°. В процессе испытаний на поперечный четырехточечный изгиб прикладывалась ступенчатая нагрузка на образец с измерением соответствующего значения перемещения. По результатам испытаний образцов из титанового сплава получены значения предела текучести, предела прочности и относительного сужения материала после разрыва. На основании этих данных расчетным путем получены значения разрушающей деформации и коэффициента деформационного упрочнения металла титанового сплава. По результатам испытаний образцов, вырезанных из композитной оболочки бака, получены диаграммы «нагрузка-перемещение» для образцов двух типов. По этим данным расчетным путем определены значения модулей упругости для образцов из композитного материала двух типов. Полученные значения характеристик механических свойств для титанового сплава и композитного материала по результатам экспериментальных исследований сопоставлены с данными соответствующих нормативных документов. На основании этого уточнены марки титанового сплава и композитного материала, из которых изготовлен металлокомпозитный ксеноновый бак высокого давления.
Характеристики механических свойств, механические испытания, титановый сплав, композитный материал, разрушающая деформация, металлокомпозитный ксеноновый бак высокого давления
Короткий адрес: https://sciup.org/148177452
IDR: 148177452
Список литературы Определение характеристик механических свойств материалов металлокомпозитного ксенонового бака высокого давления
- ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. Введ. 1986-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1984. 28 с.
- Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.
- Образцов И. Ф., Васильев В. В., Бунаков В. А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композитных материалов. М.: Машиностроение, 1977. 145 с.
- Комков М. А., Тарасов В. А. Технология намотки композиционных конструкций ракет и средств поражения: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. 431 с.
- Справочник по композиционным материалам. В 2 кн. Кн. 1/под ред. Дж. Любина; пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта, под ред. Б. Э. Геллера. М.: Машиностроение, 1988. 448 с.
- Сопротивление материалов: учебник для вузов/под общ. ред. акад. АН УССР Г. С. Писаренко. 4-е изд., перераб. и доп. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. 696 с.
- Фудзии Т., Зако М. Механика разрушения композиционных материалов: пер. с яп. М.: Мир, 1982. 232 с.
- Углеродные волокна и углекомпозиты: пер. с англ./Э. Фитцер . М.: Мир, 1988. 336 c.
- Чамис К. К. Проектирование элементов конструкций из композитнов//Композиционные материалы: пер. с англ./под ред. Л. Браутмана и Р. Крока. М.: Машиностроение, 1978. Т. 8, ч. 2. С. 214-252.
- Миёси Т., Сиратори М. Анализ деформаций и поведения конструкций при разрушении методом конечных элементов: пер. с яп. М.: Мир, 1976. 206 с.
- Джоне Б. Х. Вероятностные методы и надежность конструкций//Композиционные материалы: пер. с англ./под ред. Л. Браутмана и Р. Крока. М.: Машиностроение, 1978. Т. 8, ч. 2. С. 42-80.
- Halpin J. C., Kopf J. R., Goldberg W. J. Compostite Materials. 1970. 462 p.
- Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композитные материалы. Механика и технология. М.: Техносфера, 2004. 408 с.
- Браутман Л., Крок Р., Нотон Б. Композиционный материалы. Т. 3. Применение композиционных материалов в технике. М.: Машиностроение, 1978. 511 с.
- ГОСТ 22178-76. Листы из титана и титановых сплавов. Введ. 1978-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1976. 18 с.
- ГОСТ 25.604-82. Методы механических испытаний композитных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах. Введ. 1984-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1983. 15 с.
- GOST 1497-84. Metally. Metody ispytaniy na rastyazhenie. . Moscow, IPK Standartinform Publ., 1984, 28 p.
- Mahutov N. A. Deformatsionnye kriterii razrusheniya i raschet elementov konstruktsiy na prochnost'.. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981, 272 p.
- Obrazcov I. F., Vasilyev V. V. Bunakov V. A.Optimal’noe armirovanie obolochek vrashcheniya iz kompozitnykh materialov. [Optimal reinforcement shells
- of revolution from composite materials]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1977, 145 p.
- Komkov M. A. Tarasov V. A. Tekhnologiya namotki kompozitsionnykh konstruktsiy raket i sredstv porazheniya. . Moscow, MGTU Publ., 2011, 431 p.
- Spravochnik po kompozitsionnym materialam. Кn. 1. Pod red. D. Lyubina . Moscow, Mashinostroenie Publ., 1988, 448 p.
- Soprotivlenie materialov. . Kiev, Vishcha shkola Publ., 1979, 696 p.
- Fudzii T., Zako M. Mekhanika razrusheniya kompozitsionnykh materialov: per. s yaponskogo. . Moscow, Mir Publ., 1982, 232 p.
- Pfitzer E., Difendorf R., Kalnin I. et al. Uglerodnye volokna i uglekompozity . Moscow, Mir Publ., 1988, 336 p.
- Chamis K. K. Proektirovanie elementov konstruktsiy iz kompozitnov. V kn.: Kompozitsionnyy materialy . Ed. L. Brautmana and
- R. Kroka. T. 8, Ch. 2. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978, 214-252 p.
- Mijosi T., Siratori M. Analiz deformatsiy i povedeniya konstruktsiy pri razrushenii metodom konechnykh elementov. . Moscow, Mir Publ., 1976, 206 p.
- Dzhone B. H. Veroyatnostnye metody i nadezhnost’ konstruktsiy. V kn.: Kompozitsionnye materialy. [Probabilistic methods and reliability of structures.
- In the book: Composite materials. Ed. L. Brautmana and R. Kroka. T. 8, Ch. 2. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978, 42-80 p.
- Halpin J. C., Kopf J. R., Goldberg W. J. Compostite Materials, 1970, 462 p.
- Mett'yuz F., Rolings R. Kompozitnye materialy. Mekhanika i tekhnologiya. . Moscow, Tehnosfera Publ., 2004, 408 p.
- Brautman L., Krok R., Noton B. Kompozitsionnyy materialy. T. 3: Primenenie kompozitsionnykh materialov v tekhnike. . Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978, 511 p.
- GOST 22178-76. Listy iz titana i titanovykh splavov. . Moscow, Standartinform Publ., 1976, 18 p.
- GOST 25.604-82. Metody mekhanicheskikh ispytaniy kompozitnykh materialov s polimernoy matritsey (kompozitov). Metod ispytaniya na izgib pri normal'noy, povyshennoy i ponizhennoy temperaturakh. . Moscow, IPK Standartinform Publ., 1983, 15 p.
