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TA2鈦盤管膨脹破壞問題的研究
鈦盤管殼壁膨脹斷裂行為有爆裂載荷特性因素影響外，還與材料特性、柱殼結(jié)構(gòu)特征尺寸等因素相關(guān)，這里主要針對特定結(jié)構(gòu)尺寸的TA2鈦合金管，在不同爆裂壓力作用下的分析。
研究人員采用有限元及實(shí)驗(yàn)分析結(jié)合方法對鈦圓管爆裂膨脹破壞機(jī)及影響因素開展研究，通過分析在不同裝藥爆裂載荷作用下理想鈦圓管內(nèi)的沖擊波傳播、應(yīng)變及應(yīng)力狀態(tài)演化發(fā)展等規(guī)律，探討鈦圓管碎裂現(xiàn)象，結(jié)果顯示：
1、不同爆裂壓力下TA2鈦盤管破壞均為與徑向呈45或135方向的剪切斷口，但裂紋起始、破壞過程不同。在較高爆壓下，碎片截面微觀金相在壁厚中部可見孔洞及微裂紋帶分布，裂紋從試樣截面中部形成向內(nèi)、外表面擴(kuò)展斷裂;而在較低爆壓下，裂紋從試樣內(nèi)壁處起始向外擴(kuò)展引起斷裂;有限元結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象趨勢符合較好。
2、有限元分析顯示，在較高爆裂壓下，由于沖擊波在試樣內(nèi)、外壁間來回反射形成二次塑性區(qū)，使試樣壁厚中部區(qū)域等效塑性應(yīng)變較內(nèi)、外表面大，斷裂發(fā)生在沖擊波加載階段，損壞裂紋先從試樣壁厚中部起始并向內(nèi)、外壁擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂:而在較低爆壓下，破壞發(fā)生在自由膨脹階段，此時(shí)試樣整體進(jìn)入拉應(yīng)力狀態(tài)，內(nèi)壁處等效塑性積越大，斷裂從內(nèi)表面起始向外壁剪切擴(kuò)展。
3、相關(guān)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些外壁拉仲斷裂現(xiàn)象，可能與試樣幾何、材料缺陷等因素相關(guān)，對于缺陷對鈦盤管爆裂破壞特性的影響值得進(jìn)一步關(guān)注。
