Das Ausdehnungs- und Bruchverhalten der Mantelwand einer Titanspule wird nicht nur von den Berstlasteigenschaften beeinflusst, sondern hängt auch von den Materialeigenschaften, der charakteristischen Größe der Säulenmantelstruktur und anderen Faktoren ab. Dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf die Analyse von TA2-Titanlegierungsrohren mit spezifischer Strukturgröße unter verschiedenen Berstdrücken.

Forscher verwendeten die Methode der finiten Elemente und experimentelle Analysemethoden, um die Berstausdehnungsversagensmaschine von Titanrohren und ihre Einflussfaktoren zu untersuchen. Durch Analyse des Gesetzes der Stoßwellenausbreitung, der Entwicklung und des Verlaufs von Dehnungs- und Spannungszuständen in der idealen Titanröhre unter verschiedenen Berstlasten wurde das Fragmentierungsphänomen von Titanrohren diskutiert. Die Ergebnisse zeigten Folgendes:

1. Das Versagen einer Gr2-Titanspule unter verschiedenen Berstdrücken ist ein Scherbruch in 45°- oder 135°-Richtung mit radialer Richtung, aber die Rissbildung und der Versagensprozess sind unterschiedlich. Bei einem höheren Berstdruck. Die Mikrometallographie des Fragmentabschnitts zeigt die Verteilung von Löchern und Mikrorissen in der Mitte der Wandstärke, und die Risse erstrecken sich von der Mitte des Probenabschnitts zu den Innen- und Außenflächen. Bei niedrigerem Detonationsdruck. Der Riss beginnt an der Innenwand der Probe und breitet sich nach außen aus, wo er einen Bruch verursacht. Die FEM-Ergebnisse stimmen gut mit den experimentellen Ergebnissen überein.

2. Die Finite-Elemente-Analyse zeigt, dass unter dem hohen Berstdruck, weil die Stoßwellen in der Probe zwischen Innen- und Außenwand hin- und herspringen, eine sekundäre plastische Zone bilden, um die Probenwandstärke im zentralen Bereich innen und außen einer gleichwertigen plastischen Dehnung zu unterziehen. Ein Bruch trat in der Stoßwellenbelastungsphase auf, ein Riss begann in der Mitte der Probenwandstärke und breitete sich auf die Innen- und Außenwand aus, was zum Bruch führte. Unter dem niedrigen Detonationsdruck tritt der Bruch in der freien Expansionsphase auf, wenn die gesamte Probe in den Zustand der Zugspannung gerät. Je größer das äquivalente plastische Produkt an der Innenwand ist, desto stärker beginnt der Bruch an der Innenfläche und erstreckt sich bis zur Scherung der Außenwand.

3. Einige der Zugbruchphänomene der Außenwand in entsprechenden Experimenten können mit der Geometrie der Probe, Materialfehlern und anderen Faktoren zusammenhängen, und der Einfluss von Fehlern auf die Berstbrucheigenschaften der Titanspule verdient weitere Aufmerksamkeit.