纯铝微刻痕爆破膜片破裂行为研究

作     者：刘洋 程利冬 张志超 郭立杰 王春举 LIU Yang;CHENG Li-dong;ZHANG Zhi-chao;GUO Li-jie;WANG Chun-ju

作者机构：吉首大学物理与机电工程学院湖南吉首416000 苏州大学档案馆江苏苏州215131 苏州大学机电工程学院机器人与微系统研究中心江苏苏州215131 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245 

基　　金：上海航天科技创新基金(SAST2021-062) 湖南省教育厅优秀青年项目(22B0539) 

出 版 物：《精密成形工程》 (Journal of Netshape Forming Engineering)

年 卷 期：2023年第15卷第7期

页      码：77-85页

摘      要：目的确定动力系统贮箱管路爆破膜片刻痕形态及尺寸对破裂压力的影响规律。方法通过有限元数值模拟,对纯铝金属膜片的破裂行为进行仿真分析。研究膜片破裂过程中的塑性变形行为及破裂演变过程,通过刻痕位置的应变随时间变化的突变点确定膜片发生破裂的初始阶段。分析刻痕剩余厚度、刻痕角度、单面/双面刻痕、C形/Ω形刻痕对破裂压力、破裂时间、开口幅度等关键参数的影响规律。结合纯铝膜片爆破实验,对数值模拟结果进行验证。结果膜片在达到破裂压力后,在刻痕弧长中点处首先发生破裂并快速向双侧扩展。刻痕剩余厚度是影响破裂压力的主要因素,当破裂压力为(0.4±0.1)MPa时,C形纯铝膜片的刻痕剩余厚度为0.06~0.17 mm。刻痕角度对破裂压力的影响相对较小。在相同剩余厚度条件下,单面刻痕膜片相对于双面刻痕膜片发生破裂所需时间更短。结论对刻痕剩余厚度及刻痕形态进行了优化设计,数值模拟结果可对爆破膜片的实际应用提供参考。与C形膜片相比,Ω形膜片破裂后开口幅度更大,这有利于提高泄放量。初步的纯铝膜片爆破实验结果与模拟结果规律一致。

主 题 词：爆破膜片 数值模拟 破裂压力 刻痕 剩余厚度 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.07.009

馆 藏 号：203122591...