Investigación Experimental del Comportamiento Mecánico del Aislante de Deformación en Sistemas de Protección Térmica bajo Tensión
Autores: Lu, Maoxu; Wu, Zhenqiang; Hao, Ziqing; Liu, Liu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación Experimental del Comportamiento Mecánico del Aislante de Deformación en Sistemas de Protección Térmica bajo Tensión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Almohadilla de aislamiento de tensión
Losa de aislamiento térmico
Estructura primaria
Vehículo hipersónico
Fatiga de alta ciclo
Comportamiento a tracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Un almohadilla de aislamiento de tensión es un mecanismo de conexión crítico que permite la coordinación de deformaciones entre la losa de aislamiento térmico rígido y la estructura primaria en el sistema de protección térmica de un vehículo hipersónico reutilizable. Se ha llevado a cabo una investigación experimental para determinar las respuestas estáticas, de carga-descarga y de fatiga de alta ciclo (HCF) de la almohadilla de aislamiento de tensión (SIP) con adhesivo de 0.2 mm bajo tensión a través del grosor a temperatura ambiente. Hasta ahora, no se han considerado las contribuciones de la losa de aislamiento térmico rígido y la subestructura metálica. Los resultados indican que el comportamiento a tracción de la unión SIP es altamente no lineal. Las fallas de tracción estáticas y por fatiga se inician ambas desde la esquina cercana a la interfaz adhesivo/SIP debido a la concentración de tensiones y el efecto de borde. La ruptura uniforme de la fibra de aramida se puede observar en la sección transversal. Se propone un método novedoso para cuantificar la deformación residual debido al efecto de ratcheting a corto plazo de la unión SIP en la respuesta inicial de tracción de carga-descarga. A medida que aumenta el número de ciclos de fatiga, el grosor de la unión SIP continúa aumentando hasta la falla. Se establece una expresión explícita asociada con el crecimiento del grosor de la unión SIP, el número de ciclos de fatiga y el estrés cíclico máximo. Se propone el punto de inflexión de la tasa de crecimiento del grosor con el número de ciclos de fatiga como un nuevo índice de falla por fatiga para la unión SIP bajo fatiga de tracción, y se desarrolla un modelo de predicción de vida útil por fatiga.
Descripción
Un almohadilla de aislamiento de tensión es un mecanismo de conexión crítico que permite la coordinación de deformaciones entre la losa de aislamiento térmico rígido y la estructura primaria en el sistema de protección térmica de un vehículo hipersónico reutilizable. Se ha llevado a cabo una investigación experimental para determinar las respuestas estáticas, de carga-descarga y de fatiga de alta ciclo (HCF) de la almohadilla de aislamiento de tensión (SIP) con adhesivo de 0.2 mm bajo tensión a través del grosor a temperatura ambiente. Hasta ahora, no se han considerado las contribuciones de la losa de aislamiento térmico rígido y la subestructura metálica. Los resultados indican que el comportamiento a tracción de la unión SIP es altamente no lineal. Las fallas de tracción estáticas y por fatiga se inician ambas desde la esquina cercana a la interfaz adhesivo/SIP debido a la concentración de tensiones y el efecto de borde. La ruptura uniforme de la fibra de aramida se puede observar en la sección transversal. Se propone un método novedoso para cuantificar la deformación residual debido al efecto de ratcheting a corto plazo de la unión SIP en la respuesta inicial de tracción de carga-descarga. A medida que aumenta el número de ciclos de fatiga, el grosor de la unión SIP continúa aumentando hasta la falla. Se establece una expresión explícita asociada con el crecimiento del grosor de la unión SIP, el número de ciclos de fatiga y el estrés cíclico máximo. Se propone el punto de inflexión de la tasa de crecimiento del grosor con el número de ciclos de fatiga como un nuevo índice de falla por fatiga para la unión SIP bajo fatiga de tracción, y se desarrolla un modelo de predicción de vida útil por fatiga.