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某空投装备着陆冲击累积损伤评估方法研究

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2013-06-07    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

某空投装备着陆冲击累积损伤评估方法研究

李建阳   王红岩   迟宝山
(装甲兵工程学院,北京 100072)


摘  要: 空投装备在较恶劣工况下实施空投,技术状况会有一定程度的劣化。随着装备空降次数的增多,结构的累积损伤会严重影响装备的技术状况。为了对某型装备多次空投着陆冲击累积损伤进行评估,进行了铝合金材料损伤演化参数测定试验。运用RADIOSS求解装备多次空投着陆冲击动态响应,基于勒梅特损伤模型,对装备的着陆冲击损伤累积情况进行评估,并得出其损伤演化规律,为装备空投寿命预测提供基础。

关键词: 空投装备;RADIOSS;累积损伤;损伤演化规律

0引言

空投装备采用伞降和气囊系统来降低着陆速度,但是其仍要受到一定的冲击。从该装备的使用情况统计结果来看,有一些明显的故障与空投时所受的冲击有关[1]。装备在较恶劣工况下实施空投,技术状况会有一定程度的劣化。随着空投次数的增多,装备结构的累积损伤会严重影响其技术状况。因此,对空投装备受多次着陆冲击后的结构累积损伤进行评估具有重要的现实意义。

本文基于等效应变法进行铝合金材料损伤演化参数测定试验。采用HyperMesh软件建立某型空投装备的结构损伤分析模型,运用RADIOSS求解多次空投着陆冲击的动态响应,基于勒梅特损伤模型分析结构累积损伤,得出损伤演化规律。

1 损伤变量测量方法

损伤变量作为材料受损程度的代表,可以用试验的方法测量出来。用电磁方法测量试样有效面积的变化;或用光、声方法也可测量。由于损伤代表材料细观结构的恶化程度,因此在损伤过程中,其刚度、强度或韧性等代表材料特性的指标也会下降,可以用这些物理量的变化间接地测量损伤。本文采用等效应变法(测量弹性模量的方法)来测量损伤变量[2]。

等效应变原理为:应力作用在受损材料上引起的应变与有效应力作用在无损材料上引起的应变等效[3]。受损材料的本构关系可通过无损材料中的名义应力得到,即


2 损伤参数测定试验

本文采用等效应变法测量材料损伤值,计算损伤随塑性应变变化的情况,进而获取材料损伤演化参数。损伤特性参数测量试验主要采用INSTRON 8802试验系统,该测量系统本身能自动采集数据、自动处理数据,省去了数据记录、数据计算的过程,也避免了很多人为误差,使测量结果更准确。试验试样及其安装如图1所示。

在试验机控制系统中输入载荷时间历程曲线,试验机自动运行直至试样拉断,系统自动记录试样的载荷-伸长曲线。根据试样的标距长度以及横截面积,将试验系统自动获得的载荷-伸长曲线转化为应力应变曲线。根据应变等价原理,计算试验过程中损伤值与塑性应变的关系,获得损伤演化曲线。数据处理过程如图2所示。

对同一批试样进行相同载荷工况下的试验,对多组试验结果进行一阶线性回归方法及多项式回归方法拟合效果分析,确定一阶线性回归拟合是最佳方案。拟合效果评价结果如表1所示。

 
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