基于两参数Weibull模型的预腐蚀2A12铝合金材料裂纹萌生寿命评估

铝合金在航空工业中广泛应用,因此对于铝合金构件的寿命评估很重要。腐蚀损伤使得裂纹容易萌生,因此降低铝合金结构的疲劳寿命。铝合金构件在其服役过程中,裂纹萌生寿命占据了大部分的时间,研究腐蚀损伤对于铝合金材料的裂纹萌生寿命的影响具有重要意义。由于腐蚀疲劳影响因素众多,数据分散性很大,因此本文引入weibull分布模型评估腐蚀疲劳裂纹扩展,对于损伤容限评估具有重要意义。     

预腐蚀LD2铝合金腐蚀坑向裂纹转化研究

本文主要研究微结构对于腐蚀坑的生长,腐蚀坑向裂纹的转化过程,以及导致最终断裂的主导有效裂纹。对于两种厚度的LD2铝合金试件在3.5%NaCl溶液中进行了腐蚀疲劳试验。试验结构表明微结构对于腐蚀坑向裂纹的转化过程以及疲劳裂纹扩展具有重要影响。     

基于马尔可夫链模型的铝合金预腐蚀疲劳裂纹扩展表征

本文基于腐蚀疲劳裂纹扩展数据的分散性及统计特性,提出用马尔可夫链模型模拟腐蚀疲劳裂纹的扩展,得到给定应力循环次数时的裂纹长度概率分布。结果表明,马尔可夫链模型能够很好地模拟腐蚀疲劳裂纹扩展情况,为飞机结构的寿命预测和可靠性分析提供参考。     

基于点蚀试验的7B04铝合金材料点蚀密度研究

点蚀是航空铝合金材料在服役环境下常见的损伤形式,点蚀的产生极其密度的变化通常会影响铝合金疲劳性能,为此,本文通过开展铝合金点蚀试验的方式,对其点蚀过程中的蚀坑密度变化规律进行建模研究,研究发现,铝合金点蚀过程中蚀坑密度在腐蚀前期随腐蚀周期增加,腐蚀后期,蚀坑密度趋于饱和而稳定;滴入溶液方式较浸入溶液方式的点蚀发展较快。     

7B04铝合金服役环境下点蚀表面损伤特征研究

飞机铝合金材料易受服役环境作用产生点蚀,点蚀表面损伤特征会影响其疲劳性能。为获取铝合金材料点蚀表面损伤特征,本文以7B04铝合金材料为研究对象,开展其于模拟机场环境的加速腐蚀试验环境谱下的点蚀加速试验,依据试验检测结果,对7B04铝合金点蚀过程中表面损伤特征进行分析,研究发现,7B04铝合金点蚀蚀坑表面形貌随点蚀周期延长逐渐趋于椭圆或圆形规则形貌,而后转变为无规律,此结论可为飞机铝合金结构腐蚀疲劳寿命研究奠定理论基础。     

基于可靠度的LY12CZ铝合金预腐蚀剩余强度预测

按ASTM标准对常温下的LY12CZ 铝合金进行预腐蚀.利用MTS 880试验机进行静拉伸试验,结果表明剩余强度随着腐蚀损伤程度加深逐步下降.文中建立了带有可靠度的剩余强度计算方法,并基于AFGROW软件建立了腐蚀坑的物理模型提出了剩余强度预测方法,这两种方法与实验结果吻合程度良好,具有工程应用参考价值.     

舰载直升机雷达罩新型腐蚀防护技术验证研究

为提高直升机雷达罩在海洋环境下的耐蚀性能,研究了雷达罩常用铝合金材料的表面处理、连接形式的耐蚀性,并针对表面处理工艺和连接形式进行了腐蚀防护改进设计,采用加速腐蚀试验10个周期验证改进的合理性。测试了试验前后试样的表面形貌、腐蚀坑型号和深度。试验结果表明微弧氧化表面处理代替原有铬酸氧化处理,可提高铝合金耐蚀性,将铝合金连接形式由螺栓连接改为铆钉连接,能大大提高连接部位的耐腐蚀性,必要时可在铆钉周围涂覆缓蚀剂,能进一步提高结构耐蚀性。本文所采用的改进方法合理可行,能有效提升雷达罩结构的海洋环境适应性。     

2B06及7B04腐蚀损伤规律研究

现役飞机的铝合金结构腐蚀问题很普遍,尤其是在海洋服役环境下。采用当量加速腐蚀试验的方法模拟飞机服役环境对2B06和7B04两种新型铝合金材料进行加速腐蚀试验,检测这两种型号铝合金材料不同腐蚀年限的腐蚀损伤数据,并分别对这些腐蚀数据进行统计分析,得到2B06和7B04两种新型材料的腐蚀损伤规律,为飞机结构的腐蚀损伤修理及现役飞机的剩余寿命评定提供数据及理论基础。     

飞机结构件腐蚀监测研究

运用光纤光栅传感技术,监测飞机结构腐蚀发展规律,通过疲劳试验研究腐蚀损伤条件下飞机结构疲劳寿命衰减规律,为飞机结构寿命管理和健康监控奠定了理论基础和数据支持。     

飞机结构试验疲劳裂纹在线测量与预警系统设计

疲劳裂纹是飞机结构主要损伤，及时识别并预警疲劳裂纹对保障飞机结构安全和完整性具有重要意义，基于银涂层的结构裂纹监测技术对裂纹萌生及小损伤敏感，具有在线、实时特点,应用前景广阔。本文面向飞机结构地面强度试验应用，设计开发了一种阵列式银粉涂层裂纹在线测量与预警系统，首先提出了一种分布式、多通道设计的总体架构,并对系统的软硬件展开了设计。最后对该系统进行了试验验证，结果表明，该系统可以实现对金属疲劳裂纹扩展的及时识别和报警。     

镁合金的大气腐蚀研究

综述了各种因素对镁合金大气腐蚀的影响,其中介绍了单一因素NaCl及两种因素协同作用对镁合金大气腐蚀的影响。同时介绍了镁合金大气电偶腐蚀的影响因素与Al含量对镁合金大气腐蚀的影响。简述了研究镁合金大气腐蚀的几种常用表征手段。     

海底油气管道的泄漏及预防

介绍了海底油气管道铺设特点,分析了海底管道破裂的原因主要是第三方损害,其次还有物理损伤、机械损伤、管线材质缺损、材料疲劳、管线内外表面腐蚀、不可抗力和外界条件变化等。提出了海底管道泄漏的有效预防措施,主要包括预防第三方损害和管线腐蚀、提高泄漏检测和监测能力、制定应急响应计划、鼓励公众参与、迅速实施应急响应计划五部分。     

铝合金/高强度钢连接件西沙暴露试验

选取某飞机铝合金/高强度钢连接件开展西沙暴露试验,掌握连接件腐蚀变化趋势。结果表明,连接件保护涂层耐老化性能良好,采用湿装配有效避免了电偶腐蚀和缝隙腐蚀,连接件背面螺栓、螺母和铆钉（30CrMnSiA,表面镀镉）为其腐蚀薄弱环节,需加强防护。     

含硫气田设备及管道的腐蚀与防腐

四川气田系我国典型的含硫气田,设备及管道的腐蚀与防腐问题一直是一个重要的研究课题。文章首先分别探讨了H_2S腐蚀和CO_2腐蚀的机理及其影响因素,进而提出了H_2S和CO_2的防腐工艺和措施,最后探讨了含硫气田腐蚀及防腐研究的热点和发展方向,指出应该大力开展高含硫气田的腐蚀和防腐技术、二氧化碳条件下的钢材腐蚀机理和防腐技术、细菌腐蚀以及新型合金材料及非金属管道的应用研究,同时进行防腐实验。     

碳钢和低合金钢模拟加速试验与大气腐蚀试验的相关性

通过对碳钢和低合金钢的中性盐雾,酸性盐雾试验,并与万宁和江津试验站的大气腐蚀试验结果对比和分析,论述了模拟加速试验与大气腐蚀试验的相关性,确定了模拟加速试验的加速性和重现性。     

宽带随机振动试验条件的加速因子

研究基于疲劳损伤等效的宽带随机振动试验条件的加速因子。首先回顾了基于窄带模型的随机振动试验条件的加速因子表达式,然后应用随机振动疲劳损伤的频域估计方法——基于窄带模型的修正方法（WL方法、α0.75方法和TB方法等）,得到了宽带随机振动试验条件加速因子计算的通用表达式。数值模拟分析表明,基于窄带模型的加速因子表达式对于比例载荷的宽带随机振动也是适用的,而对于非比例载荷,则需要应用文中提出的通用表达式才可以获得宽带随机振动的加速因子。     

Study on the damage statistical strength criterion of backfill with crack under thermo-mechanical coupling

ABSTRACT

Aiming at backfill with crack under the thermo-mechanical (TM) coupling, the concepts of crack macro-damage, loading meso-damage, thermal meso-damage, and total damage of backfill were proposed. Based on the statistical damage theory, considering the coupling effects of temperature, load and initial crack, a damage evolution model of backfill with crack under TM coupling effects was established. Based on this, the strength criterion of backfill with crack considering the effects of thermal and mechanical coupling was constructed by multivariate function full differential method. The research shows that: (1) The theoretical curves of damage evolution model and strength criterion of backfill with crack under TM coupling are in good agreement with the test curves, which verifies the rationality of the model. (2) The initial thermal damage decreases first and then increases with increasing temperature, reaches a minimum value at 40°C, and generally shows a “V” -shaped distribution law. The coupling effect of temperature and crack aggravates the total damage of the backfill. (3) The strength criterion can reflect the relationship between the stress and strain of each limit state and the parameters of backfill with crack under different temperature conditions and can provide a certain reference for the evaluation of the stability of backfill with geological defects such as joints and crack in deep high temperature mines.     

Elemental analysis of lightweight metal scraps recovered by an automatic sorting technique combining a weight meter and a laser 3D shape-detection system

To verify the effectiveness of a new automatic sorting technique that combines a weight meter and a laser 3D shape-detection system, elemental analysis of lightweight metal scraps generated in end-of-life vehicle (ELV) shredder facilities was conducted using a handheld XRF analyzer. According to their 3D shape and chemical composition, aluminum scraps were classified into cast alloy (Alc) and wrought alloy (Alw) fragments, and magnesium scraps were classified into irregularly shaped and rod-like fragments. The average chemical composition of a group of fragments was estimated before and after the separation test using the developed automatic sorting technique. The results show that the production of wrought aluminum alloy from the mixture of Alc and Alw fragments is not realistic because the contents of some alloying elements greatly exceed the standard values, although these alloying elements greatly decrease after the Alc fragments are separated out. For the magnesium scraps, after the rod-like magnesium fragments originating from the steering column were separated from the irregularly shaped fragments, the average chemical compositions of the rod-like products and the irregularly shaped products clearly approached the standard compositions of AM60B and AZ91D alloys, respectively. Thus, it was confirmed that the developed automatic sorting technique contributes to recycling of lightweight metal scrap in the automobile industry.