液体火箭发动机对接焊管道振动疲劳性能研究

摘要

振动引起的管道疲劳失效是液体火箭发动机主要故障模式之一,研究小尺寸管道焊缝的振动疲劳性能具有重要意义.通过振动疲劳试验,获得了不同应力幅下1 Cr18 Ni9 Ti不锈钢管道对接焊缝的振动疲劳寿命.随着应力幅的降低,振动疲劳寿命分散性呈增大趋势.基于成组法和升降法获取了焊接管件的中值S-N曲线和设计S-N曲线,低应力下焊接管件疲劳寿命高于ASME标准给出的允许疲劳寿命.研究了薄壁管道振动疲劳裂纹萌生与扩展特征,疲劳裂纹均在对接焊缝外壁焊趾萌生,裂纹扩展寿命在总疲劳寿命中所占比重较小.焊接管件振动疲劳S-N曲线为液体火箭发动机管路动强度设计提供了数据基础.