● 摘要
金属连接结构广泛应用于导弹武器中来组成导弹的整体结构。机械连接,如螺栓连接,是其主要的连接形式。螺栓连接由于受到预紧力的影响往往会产生应力松弛现象,特别是在长期贮存条件下,加上受温湿度环境的影响,其连接部位会发生明显的性能退化现象,这不仅会降低结构的刚度以及强度,甚至会造成局部连接件的失效,严重影响影响导弹的战备完好率以及导弹整体的寿命。
随着贮存问题越来越受到重视,就需要发展更多新的描述到贮存问题的理论和方法。损伤力学近年来发展迅速,大量用于可靠性方面研究。损伤的类型包括蠕变损伤、疲劳损伤、延性材料塑性损伤、脆性材料损伤、化学腐蚀和环境影响等。损伤力学包含连续介质损伤力学和细观损伤力学。其中,连续介质损伤力学是以材料的表观现象为依据,建立与损伤耦合的力学分析模型,通过力学、数学的分析与计算,获得所需的数值结果。它不考虑具体的损伤形式及机理,而从宏观角度来描述材料的损伤过程,建立含损伤材料的本构关系和损伤演化方程,进而对材料进行力学性能分析。
本文针对导弹结构中常用的LY12CZ铝合金材料,运用连续介质损伤力学方法,对其进行长期贮存条件下的连接结构进行力学性能分析。
1.根据连续介质损伤力学原理,建立了应力松弛的损伤演化方程、温湿度环境影响的损伤演化方程,以及长期贮存条件下考虑应力松弛与温湿度环境耦合影响的损伤演化方程,以使其能应用于分析长期贮存条件下金属连接结构的力学性能变化。
2.对LY12CZ铝合金标准件进行了应力松弛试验、加速温湿度环境试验以及应力松弛与温湿度环境耦合影响试验,建立了长期贮存条件下应力松弛与温湿度环境耦合影响的损伤演化方程材质参数的识别方法。
3.利用耦合后的损伤演化方程,初步预估LY12CZ铝合金连接结构在长期贮存时力学性能变化。
4.根据建立的模型,利用有限元软件仿真分析,直观展现长期贮存过程中连接结构力学性能变化。
综上所述,本文主要基于连续介质损伤力学思想,建立了一种可以有效描述金属连接件在长期贮存条件下力学性能变化的方法,为工程上研究贮存问题提供新的思路。
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