TC18钛合金多次冲击损伤演化规律
2021-09-13郭玉佩王彬文刘小川白春玉
科学技术与工程 2021年24期
郭玉佩,王彬文,刘小川,白春玉,杨 强
(中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室,西安 710065)
舰载机在着舰过程中,起落架会受到多次冲击载荷的作用。多次冲击载荷会导致起落架零部件失效,引发安全事故,因此研究材料在多次冲击下的损伤演化和累积对于保障飞机安全具有重要意义。TC18材料诞生于20世纪60年代,是苏联开发的一种高强钛合金[1],其强度高,塑性好,在航空工程中主要用于制造飞机起落架、机身结构中的锻件等[2]。
有限元仿真是研究金属材料多次冲击过程中变形和损伤演化规律的重要手段[3]。戚晓利等[4]对其设计的多次弹塑性撞击系统进行了数值仿真,研究了材料以及支撑方式对多次撞击过程的影响,结果显示该系统满足设计要求;谢伟等[5]基于ABAQUS软件对30CrMnSiA材料进行了疲劳损伤力学分析,得到的结果与试验相符;Zhu等[6]采用了Cowper-Symonds本构模型进行了加筋矩形板多次冲击数值仿真,考虑了材料非线性的影响,仿真结果与试验结果相符;刘正等[7]通过数值仿真研究了航空机枪复进簧在多次冲击下的应力响应,获得了复进簧的应力-寿命(S-N)曲线,并且基于Miner模型进行了寿命预测,预测结果与试验结果较为吻合;Seifried等[8]采用ANSYS软件研究了杆与球体的多次冲击问题,获得了冲击次数与恢复系数的关系曲线,结果显示随者冲击次数增加,恢复系数逐渐上升,4、5次冲击后达到定值。
多次冲击过程中材料的损伤描述是该领域需要解决的问题之一,少数研究者引入损伤力学的相关概念对多次冲击损伤作评估。……
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