Алюминиевый прочный корпус

Подводные лодки проекта 971, 971и [Инженер-лейтенант-2-ой#21.02.09 17:38]

ржавчину подняли на флаг, а про усталость забыли...

у люминя с усталостью ОЧЕНЬ плохо. никаких 30 лет не будет и в помине...

Думаю все дело в старении металла. Особенно для алюминия

только после 30-ти летней алюмениевой кастрюли

Надыбал кое-что по Алюминауту.
Корпус у него из сплава 7079-T6, при этом уже в 1966 году ему вынесли приговор: "unsuitable for naval applications under conditions conducive to stress corrosion" — http://oai.dtic.mil/oai/...
Расчётный запас плавучести у него 31% на глубине 7500м. На испытаниях модели 1:16 установили что предельная глубина для полусфер (по пластической деформации) — 5000~5500м. Модель разрушилась на эквивалентной глубине более ~7600м в средней части корпуса.
Толщина листа — 6.5" (165мм). Внешний диаметр корпуса — 97" (2464мм). Секции корпуса не варили, а соединили болтами на фланцах.

Фото разрушенной модели ниже. В выводах в частности отмечается, что "разрушение (при предельном давлении) было катастрофическим, средние цилиндры корпуса разрушились на много осколков. Многие поверхности имели следы хрупкого разрушения. Небольшая трещина в районе большого напряжения была бы склонна к быстрому росту. Эта проблема была бы более серьёзной для полноразмерного корпуса, поскольку пластичность его цилиндров была бы меньше. Быстрый рост трещины в критической области, например шпангоута или отверстия, вызвал бы коллапс или серьёзную течь без предупреждения."

При всём этом надо отметить что они не только сплав выбрали неприемлемо ржавучий, но и напряжённый, склонный ко всему вышеописанному, и при этом кораблик не сгнил и не разрушился. Выбирали явно сплав попрочнее, без особых переживаний о коррозии или характере разрушения.

Сделано также примечание что модель не позволяла оценить часть локальных напряжений для полноразмерного корпуса, а также влияние коррозии и усталости на прочность. Можно добавить "к счастью"

Вот Au правильно выделил- не варили. Люминевые сплавы досих пор хорошо варить не научились. Вот самоли- сплошные заклепки

Напрямую пока помочь не могу (не поймите меня превратно, сижу в библиотеке, читаю учебники), но Вас более всего интересует сплав AlMg4,5Mn серии 5ххх. Именно он, как нас учили, является основным сплавом для применения в судостроении. (точнее наиболее ценными качествани для оного)
Проверьте именно его свойства... AW-5083 кажется...

Еще, просто в догон, Алюминий намеревались исполъзовать и в проекте 693, но тоже отклонили (как и рассматриваемый проект с корпусом из Берилия (!) ).

Могу еще предположить, что если удельная прочность титана относительно его плотности еще давала весомые преимущества по отношению к судострителъным сталям, то у алюминия соотношение уже негативно скажется на плавучести ПЛ... (мое необразованное ИМХО)

Вот еще наводка: не то легкую надстройку, не то рубку проектов 670/670М делали из АМг. В частности, по проекту часто упоминается его подверженность коррозии. Может поможет в дальнейших поисках...

Так, спросил во-первых своего профа по сопромату и за одно спеца по алюминиевым сплавам, во вторых, знакомого офицера бундесмарине с дипломом кораблестроителя...

1. Тезис про невозможностъ возгорания под водой неверен. В замкнутых объемах возможны температуры, при которых он таки воспламеняется, причем в этом случае его уже не потушитъ водой, она разлагается и тогда у нас в ПК еще и водород. Американцы отказались от алюминия после случая с "Шеффилдом", когда при сварке алюминий загорелся, весъ корабль вспыхнул и продолжал гореть под водой. (Кстати, магниевые факела для подводного горения болъшей частью состоят из алюминиевой пудры)

2. Тезис про применение 5ххх и 6ххх в судостроение верен, но толъко в качестве ненесущих конструкций. И прична там кроется в следующем: все 5-тысячники должны быть обработаны термически, чтобы достичь табличной прочности и Е-модуль. Отвечу Вам в духе Вашего ответа мне на мою идею о кермаическом ПК: где вы найдете ткую печь, чтобы поместитъ туда целую обечайку от ПЛ? У титана этих проблем нет. Еще точнее, после сварки в печь Ваша обечайка идет через специальный температурный цикл с тремя нагреваниями и т.д. Именно по этой причине, как мне рассказали корпус маленъкого "Алюминавта" строился из 5 частей с креплением болтами.

Единственное, что подходит для применения в ПЛ это серия 7ххх, для критических требований по прочности, которые за одно могут самостоятельно стареть, но это будет уже "золотая рыбка"

3. У Вас ооочень плохая усталостная прочностъ при циклической нагрузке. По этой причине "Алюминаут" ушел на пенсию всего через 6-7 лет, вместо обычных 20-30 лет, стандартных для аппаратов такого рода.

4. У Вас нет возможности вести рентгеновский контроль сварных швов. На рентгене люминий всегда в шоколаде. Проверка только за счет погружения на запредельную глубину...

5. Алюминий нельзя сделать полностью амагнитным. Титан всегда немагнитный, сталь можно размагничивать, но у алюминия, как парамагнетика, остаточные поля (преобразованные из окружаюсших геомагнитных полей при их пересечении) будут всегда. Мне сказали, что магнитометр сегодня более важен для поиска ПЛ, чем ГЛС или ШПС. Есть весьма точные методы с разрешением до 0,1 Тесла.

Вот пока все, больше не запомнил. Про коррозию галъванической пары титан - Алюминий спрошу еще...

Короче, оба человека сказали, что армированная керамика для кораблестроения даже более интересна, чем алюминий , но оба спросили: "где же взять такую печь?"