Перевод названия: DETERMINATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF MATERIALS OF HIGH PRESSURE METAL-XENON TANK
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2015
Ключевые слова: разрушающая деформация, металлокомпозитный ксеноновый бак высокого давления, Breaking strain, mechanical properties, mechanical and environmental tests, titanium alloy, composite material, характеристики механических свойств, механические испытания, титановый сплав, композитный материал
Аннотация: Представлены результаты определения прочностных характеристик механических свойств материалов металлокомпозитного ксенонового бака высокого давления путем проведения экспериментальных исследований на статическое растяжение образцов, вырезанных из титанового лейнера, и экспериментальных исследований на поперечный четырехточечный изгПоказать полностьюиб образцов из композитного материала, вырезанных из силовой композитной оболочки бака. На основании проведенных экспериментальных исследований сделаны расчетные обоснования для оценки дополнительных характеристик механических свойств материалов. Для исследования титанового сплава тонкостенной сварной емкости и композитного материала силовой оболочки были вырезаны плоские образцы на растяжение. Образцы вырезались вдоль и поперек проката металла бака. В процессе испытаний на растяжение проводилась автоматическая запись диаграммы деформирования с координатами «нагрузка-перемещение». Для экспериментального исследования композитного материала силовой композитной оболочки бака были вырезаны образцы из двух зон: из верхней части бака вблизи фланца и из области вблизи экватора средней части бака. Образцы из верхней части характеризовались углом намотки лент -30°...+30°, образцы с экватора - углом -12°…+12°. В процессе испытаний на поперечный четырехточечный изгиб прикладывалась ступенчатая нагрузка на образец с измерением соответствующего значения перемещения. По результатам испытаний образцов из титанового сплава получены значения предела текучести, предела прочности и относительного сужения материала после разрыва. На основании этих данных расчетным путем получены значения разрушающей деформации и коэффициента деформационного упрочнения металла титанового сплава. По результатам испытаний образцов, вырезанных из композитной оболочки бака, получены диаграммы «нагрузка-перемещение» для образцов двух типов. По этим данным расчетным путем определены значения модулей упругости для образцов из композитного материала двух типов. Полученные значения характеристик механических свойств для титанового сплава и композитного материала по результатам экспериментальных исследований сопоставлены с данными соответствующих нормативных документов. На основании этого уточнены марки титанового сплава и композитного материала, из которых изготовлен металлокомпозитный ксеноновый бак высокого давления. Presented are the results of determining the strength characteristics of mechanical properties of the metal-xenon high-pressure tank materials by means of experimental studies on the static tensile specimens cut from the titanium liner and experimental studies on a cross-four-point bending specimens of composite material cut from the power of the composite shell of the tank. Based on the concluded experimental studies, design study to assess the additional characteristics of mechanical properties of materials has been made. To study the thin-walled welded titanium alloy composite material and the container shell power plane and tensile samples were cut parallel and transverse rolled metal tank. During tensile tests automatic recording of strain diagram with the coordinates of load-displacement was conducted. For the experimental studies of composite strength composite shell tank samples were cut from the two zones of the tank near the top of the flange and the region near the equator of the middle part of the tank. Samples from the top of the angle were characterized by winding tapes -30°...+30°, samples from the equator - -12°…+12°. During the tests on the transverse four-point bending load speed measurement sample with the corresponding value of displacement was applied. According to the results of tests of samples prepared from a titanium alloy obtained were the yield strength, tensile strength, and percentage reduction of the material after rupture. Based on these data, the calculated values were obtained by breaking strain hardening coefficient and a titanium metal alloy. According to the results of tests of samples cut from the composite shell of the tank load-displacement diagrams for two types of samples were obtained. According to these data, the values were calculated by the modulus of elasticity for samples of composite material of two types. The obtained values of mechanical properties of the titanium alloy and composite based on the results of experimental studies were compared with the data of the relevant regulations. Based on this, refined are the grades of titanium alloy and a composite material, used in the manufacture of the metal-made high-pressure xenon tank.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: Т. 16, № 3
Номера страниц: 554-559
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева