张绍兴，丁亮亮，李翔宇，张震宇，卢芳云

（国防科学技术大学理学院，湖南 长沙 410073）

一种实现壳体柱面膨胀加载的实验技术研究

张绍兴，丁亮亮，李翔宇，张震宇，卢芳云

（国防科学技术大学理学院，湖南 长沙 410073）

为分析金属壳体在柱面高压加载下的膨胀规律、结构强度和失效模式，设计一种实现壳体柱面膨胀加载的实验装置。该装置采用三轴试验机对高聚物填充物进行轴向压缩，填充物发生侧向膨胀从而实现对金属壳体内侧柱面的均匀加载，金属柱壳内侧压力和径向变形通过三轴试验机的轴压伺服系统、薄膜压力传感器和引伸计进行测量。利用该装置对含缺陷的LY-12硬铝柱壳进行加载得到在柱面加载下不同结构金属柱壳环向的拉伸应力和相对变形的关系，并发现金属柱壳在高强度柱面加载下发生剪切断裂失效，验证该加载测试方法的有效性，为研究材料和结构在柱面加载下的力学响应和失效模式提供依据。

金属圆柱壳；柱面膨胀加载；压力变形关系；失效模式

0　引　言

金属壳体在内部高压载荷作用下的失效是工程实践和武器研究中常见的问题。输油、输气管道和高压容器的破裂，导弹、炮弹、战斗部外壳的膨胀断裂，核电站防护层和管道材料的辐射脆化、建筑物和结构中壳体部件的抗压能力评估等，都涉及到结构的动态和静态断裂性能，因此金属壳体的断裂行为引起了广泛的研究。

对金属壳体膨胀断裂性能的研究主要集中在动态和静态两方面。……