固体发动机金属壳体的低应力破坏问题

在板体发动机壳体设计中,需选用强度高的材料。但随着钢的强度的提高,其抗裂纹扩展的能力(即断裂韧度)就相应降低。即使壳体上存在较小的缺陷,也可能发生低应力破坏。文章在统计分析了两种406钢制壳体发生低应力破坏情况的基础上,就强度与韧度、无损探伤、断裂韧度测试、壳体安全使用、以及应力腐蚀和氢脆等问题作了论证,探讨了提高壳体安全可靠性的途径。     

激光辐照充压壳体的破坏评价(Ⅰ)——破坏概率分析

时激光辐照充压壳体破坏(失效)的结果进行评价时,对有关物理参量的不确定性进行定量分析是必要的.以充压壳体破坏(失效)的断裂机理为基础,讨论了如何建立壳体结构破坏(失效)的评价方法,问题的核心是建立壳体结构破坏(失效)的概率模型.该模型中,将影响结构破坏的各个物理参量划分为驱动力和抗力两种类型,通过计算驱动力和抗力的均值和标准差,可得到结构的破坏概率.在此基础上,给出了数值算例,得到了不同加载条件下模型壳体的破坏概率.     

航天发动机用的钛合金壳体

自从60年代初期以来,6Al—4V钛合金就被广泛地用于航天发动机壳体。本文描述了钛合金火箭发动机壳体(其最小极限抗拉强度的设计值达到175,000磅/英寸~2。)从锻件到加工成产品的工艺制造过程。对设计经验和该产品独特的工艺控制过程,如热处理和金相检验,也给予评论。本文对钛合金压力容器的优点,如多次使用、推力向量校准以及附加法兰和部件易于组合等,都作了介绍。     

QC工具在尾段壳体铸件研制中的应用

通过QC质量工具的应用,对方案的提出和筛选、对策的制定和实施等过程进行科学的管控,成功研制了一种尾段壳体铸件。该铸件具有高力学性能、高尺寸精度,并具有优良的内部质量和表观质量,能满足某型号对舱段壳体的性能要求,解决了目前该舱段壳体采用锻件加工成型的生产成本高、周期长等问题。     

航天飞机固体火箭发动机金属壳体部件制造

简介宇航局马歇尔宇航飞行中心根据 NAS 8—30490号合同,包给锡奥科尔公司华萨奇分公司研制的直径为146时(相当于φ3.7米)航天飞机固体火箭发动机的金属壳体部件已成功地进行了静态试车。设计中的问题是各钢厂、锻件厂、热处理厂和机械加工厂等单位都受到现有经验和条件的限制。锡奥科尔公司以前也没有制造过这样大的和断裂韧性最小为90ksi(in)~(1/2)(相当于315kg/mm~(3/2))的金属部件。为了保证固体火箭发动机能够按规定指标生产出来,有必要对逐一炉料、逐一锻件和逐次热处理过程的全部数据进行协调。本文扼要介绍试制工艺并提     

钢壳体动态声发射检测技术的应用

简要介绍了声发射检测技术检测原理和技术特点,结合声发射检测技术在某型号钢壳体检测中的应用,通过对壳体加压过程和壳体缺陷扩展和断裂瞬间等的监视,证明声发射是一种很有发展的测试技术。     

炭纤维壳体封头设计的几个问题

讨论了炭纤维壳体封头低压破坏的原因及3种破坏模式,即靠近赤道附近部位的封头发生断裂,极孔部位在环向应力作用下断裂和封头沿接头肩部外缘被剪(弯)断;得到了3种破坏模式的强度校核公式.给出了防止封头破坏宜采取的有效措施,对开孔很大的后封头,宜采取补强措施;给出了补强层厚度和补强范围的确定方法.     

激光辐照充压壳体的破坏评价(Ⅱ)——局部热载作用下断裂参数的分布特性

在激光辐照充压壳体的破坏评价中,需确定断裂参数的分布类型及相关的分布参数.壳体材料的断裂韧性KIC是评估模型中对破坏结果有重要影响的断裂参量.因此,以壳体材料30CrMnSiNi2A的KIC为主要研究对象,利用数理统计的方法,对其相关分布特性进行了研究.首先,根据提供的样本,对于断裂参数的分布类型,利用Shapiro-Wilk W检验和正态概率纸检验,表明断裂参数的分布服从正态分布.其次,对于分布类型的数字特征,利用参数估计的方法给出了点估计结果,同时对估计精度及相关的最小样本容量进行了分析.这些问题为了解评估数据的可信程度提供了基础,同时也可为实验室数据处理提供了参考.     

高强度钢37SiMnCrMOV应力腐蚀开裂及其断口形态

用表面裂纹法进行高强钢37SiMnCrMoV板材在K_2Cr_2O_7、NaNO_2、NaCl等五种水介质中的应力腐蚀开裂试验。试验结果表明,此钢在水介质中具有敏感的应力腐蚀开裂的倾向,例如在K_2Cr_2O_7水溶液中K_1scc值仅为空气中K_1c值之0.29。探讨予防裂开的措施。采用扫描电镜在断口上同时观察到沿晶和韧窝二种类型的断口形态。对此断裂机理进行了讨论。     

含能燃烧催化剂K_2Pb[Cu(NO_2)_6]对RDX-CMDB推进剂性能的影响

采用共沉淀法制备出一种含能配合物K_2Pb[Cu(NO_2)_6],研究其作为含能燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、能谱仪(EDS)及高效液相色谱仪(HPLC)对K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的结构、形貌、粒度、元素分析及纯度进行表征。将K_2Pb[Cu(NO_2)_6]采用内加法和外加法两种方式添加到RDX-CMDB推进剂中,探究其对推进剂性能的影响,进一步研究加少量不同铜盐与K_2Pb[Cu(NO_2)_6]复配后对燃速和压强指数的影响。采用靶线法、单幅放大彩色摄影技术和甲基紫法测定其静态燃速、火焰结构及化学安定性能。结果表明,制备的K_2Pb[Cu(NO_2)_6]样品形貌规整,呈立方体晶型,纯度非常高,达到100%;采用内加法将K_2Pb[Cu(NO_2)_6]添加到RDX-CMDB推进剂中,可使原推进剂压强指数降低0.115;将少量不同铜盐与K_2Pb[Cu(NO_2)_6]复配调节推进剂的燃烧性能,发现均有明显的降低压强指数和稳定燃速的效果,其中在8～12 MPa范围内,K_2Pb[Cu(NO_2)_6]和水杨酸铜复配后可使推进剂的压强指数下降至0.277;火焰结构表明,添加K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的RDX-CMDB推进剂燃烧符合双基推进剂燃烧的一般规律;在常温常压下,含K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的RDX-CMDB推进剂可能具有抑制燃烧火焰面积作用; K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的高温分解产物主要是PbO和Cu O,可以协同催化调节推进剂的燃烧性能;添加K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的RDX-CMDB推进剂的化学安定性能在标准许可范围内,对推进剂化学安定性影响不大。在该RDX-CMDB推进剂中,形貌规整的K_2Pb[Cu(NO_2)_6]是一种效果较好的含能燃烧催化剂。     

热处理对3D-C/PyC/SiC力学性能的影响

研究了2种热处理工艺对3D-C/PyC/SiC力学性能的影响规律和机制。沉积SiC基体前对有PyC界面相的炭纤维编织体进行热处理,使3D-C/PyC/SiC的室温弯曲强度和KIC显著提高,最大提高幅度分别可达38.6%和80.5%。沉积SiC基体后对C/PyC/SiC进行热处理,使3D-C/PyC/SiC的室温弯曲强度和KIC显著降低,最大降低幅度均可达60%以上。     

不同增强体C/C复合材料韧性研究

研究了编织C/C复合材料、针刺C/C复合材料和毡基C/C复合材料室温、高温的断裂韧性,以及3种不同增强体C/C复合材料的冲击韧性。研究发现,C/C复合材料的高温断裂韧性高于室温,其中针刺C/C复合材料的断裂韧性值最高。编织C/C复合材料的抗冲击性能表现出强烈的各向异性,针刺C/C复合材料抗冲击性能优于毡基C/C复合材料。     

石墨颗粒增韧SiO2基复合材料韧化机理

真空热压烧结制成了石墨颗粒（Ｃｐ）增韧ＳｉＯ２陶瓷基复合材料，对其组织结构、力学行为和增韧机制进行了研究。由于石墨粒子具有明显诱导ＳｉＯ２玻璃基体晶化的作用，ＳｉＯ２引入体积含量１０％和Ｃｐ后，在基体强度水平仅轻微下降的同时，复合材料弹性模量明显降低，断裂韧和断裂应变显著提高，且宏观上表现出明显的伪塑性。片状石墨粒子的桥接、拔出、尤其是诱导裂纹偏转和诱发微裂纹，是材料及韧化显现伪塑性的主要原因。     

浸渗时间对C/C-SiC复合材料显微结构和力学性能的影响

采用反应熔体浸渗法,经不同的浸渗时间渗Si制备了3种不同的C/C-SiC复合材料,测试了材料的增重率、体积密度、断裂韧性及三点弯曲强度,分析了材料的物相组成,并观察了材料的显微结构.结果表明,在得到的C/C-SiC复合材料中,主要存在纳米级和微米级2种尺度的SiC颗粒,随着浸渗时间延长,材料的体积密度和SiC含量随之增加,但抗弯强度随之降低.浸渗时间从0.5 h延长到5 h,材料的密度从2.16 g·cm-3增加到2.21 g·cm-3,SiC的质量百分含量从21.54%增加到31.72%,三点弯曲强度从133 MPa下降到86 MPa,3种复合材料均表现出一种类似于金属材料的非脆性断裂行为,断裂应变约为1.3%,断裂韧性为9～10 MPa·m1/2.     

固体推进剂断裂韧性试验方法研究

利用声发射试验系统和CT试样，对HTPB推进剂I型裂纹断裂韧性进行实验研究。通过研究复合固体推进剂的声发射事件特性和裂纹扩展特性的关系，得到一种由振铃计数确定临界载荷的方法，该方法能准确求得断裂韧性。     

混杂纤维复合材料受拉构件的最优混杂比研究

基于复合材料力学中的复合定律和断裂应变破坏准则,讨论了混杂纤维复合材料的断裂特性,得到了以纤维层拉伸强度和拉伸模量表示的两种纤维混杂复合材料受拉构件的临界混杂比和拉伸强度;并讨论了最优混杂比的选取方法。算例表明,文中给出的最优混杂比的确定,就是一种满应力的优化设计,它可用于固体火箭发动机混杂纤维缠绕壳体的初步设计。     

高温处理对PCS裂解SiC基体的微晶形态及C/C-SiC材料性能的影响

采用聚碳硅烷(PCS)作为先驱体,通过浸渍裂解法制备C/C-SiC材料,分别经过1 400、1 500、1 600℃高温处理,研究了不同处理温度对SiC基体的微晶形态及C/C-SiC材料力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明,3种处理温度下,SiC的晶型主要为β-SiC。温度升高,晶粒尺寸增大,1 500℃以后生长速度减缓;SiC微晶优先沿着(111)晶面生长,(220)和(311)晶面的生长取向逐渐增加。处理温度升高,C/C-SiC材料的弯曲强度和剪切强度不断下降。1 400℃处理后,C/C-SiC材料的断裂方式呈现出非常明显的韧性断裂。C/C-SiC材料在1 500℃静态空气中的氧化失重率随高温处理温度的升高而逐渐增大,氧化程度越来越严重,断面典型区域的氧化形貌由"尖笋状"成为"梭形"。