热-力循环载荷下身管镀层裂纹扩展规律研究

李强; 邹利波; 冉相辰; 赵超

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热-力循环载荷下身管镀层裂纹扩展规律研究

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摘要

目的研究身管镀层裂纹的扩展机理,提高身管寿命。方法针对身管镀层裂纹损伤,提出一种基于扩展有限元方法(XFEM)结合内聚力模型(CZM)的方法。建立热–力耦合的镀层身管有限元模型,通过间接耦合的方式,将温度场导入有限元模型,通过CZM本构模型来模拟其损伤失效行为。对镀层初始裂纹在热–力载荷下扩展到镀层/基体界面的情况进行仿真分析。结果在高温高压环境下,镀层初始裂纹扩展速度很快,在第1发射击完成后便扩展到基体结合面,初始裂纹扩展到镀层/基体界面时,裂纹尖端的存在使局部具有较大切应力,达到1180 MPa。在连续射击工况下,造成镀层结合面的开裂。结论在高温高压载荷下,镀层初始裂纹很快扩展到镀层/基体界面,且身管镀层承受的热应力是导致镀层开裂的重要因素。

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来源
《装备环境工程》 |2022年第7期|26-33|共8页
作者
李强; 邹利波; 冉相辰; 赵超;
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作者单位

中北大学机电工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类结构;
关键词
镀层; 身管; 裂纹扩展; 扩展有限元; 内聚力模型; 热应力;

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