当量加速腐蚀条件下飞机结构耐久性评估方法研究

目的研究某型飞机机翼纵墙下缘条的结构细节模拟试件的耐久性。方法根据实测环境数据编制某沿海机场环境加速试验谱,开展不同当量腐蚀年限的加速腐蚀试验,然后进行耐久性试验,基于裂纹萌生寿命(TTCI)服从双参数威布尔分布和对数正态分布,建立表征腐蚀损伤下机翼纵墙结构细节原始疲劳质量(IFQ)的当量初始缺陷尺寸(EIFS)分布,并对机群机翼纵墙的经济寿命进行预测。结果铝合金材料在θ=40℃,pH=4.0,质量分数为5%的NaCl溶液盐雾环境中作用189.7 h,腐蚀损伤与该海洋大气环境腐蚀1 a相当。结论该关键结构在沿海机场环境条件下的耐久性能满足寿命指标要求。     

LY12CZ铝合金腐蚀损伤的概率分布及其变化规律

采用铜加速乙酸盐雾试验方法对LY12CZ铝合金腐蚀行为进行了研究。结果表明：腐蚀深度服从Gumbel分布、正态分布、威布尔分布和对数正态4种分布。选用正态分布描述了LY12CZ铝合金在盐雾环境下的腐蚀损伤的分布特性,并得出了不同置信度和可靠度下腐蚀深度随时间变化的规律。     

基于环境腐蚀损伤的某型飞机日历寿命的确定

目的基于腐蚀的观点,确定基于环境区域腐蚀损伤的某型飞机结构的日历寿命。方法通过试验确定各级温湿度下飞机结构常用铝合金材料2Al2-T3腐蚀至任意损伤值的时间曲线(T-H曲线),并根据某型飞机的服役环境谱以及对应的腐蚀损伤容限D_c确定该型飞机的日历寿命。结果试验确定出不同湿度下的T-H曲线,引入海南陵水机场的温湿度环境谱,将数据带入计算模型,所得结果比较合理。结论该模型可以合理地求得腐蚀环境下飞机结构的日历寿命,获得的2Al2-T3铝合金腐蚀损伤时间曲线具有普适性。     

LD2铝合金腐蚀行为研究

LD2铝合金广泛应用于直升机结构中。铝合金构件在服役过程中会承受环境所造成的疲劳损伤,从而大大降低其服役寿命,因此必须要研究该材料的腐蚀行为。利用SEM扫描电镜,结合能谱分析对铝合金腐蚀损伤行为进行了高精度微尺度研究,并在疲劳断口上发现腐蚀坑底部的“隧道”,该腐蚀隧道会使腐蚀损伤评定过于保守,为结构寿命预测带来较大的不确定性。     

LC3铝合金材料腐蚀等级评定

铝合金在航空工业中广泛应用。在飞机服役过程中,铝合金构件会受到环境的腐蚀损伤,从而对其力学性能造成极大的退化。由于预算减少,很多飞机都会超期服役。在铝合金构件延寿过程中,腐蚀损伤的影响是最大的。因此需要对铝合金腐蚀损伤进行评级,从而制定相应的防护措施。     

基于航空金属材料腐蚀的我国大气环境分区

目的针对我国服役飞机的腐蚀问题,实现飞机结构日历寿命的分区预测与精细化管理。方法收集我国大气环境17个典型地区的气象环境数据,编制各地区的气候、化学环境总谱,并根据腐蚀电荷当量原理,使用铝合金、合金钢两种材料的折算系数,将各地区的大气环境向标准潮湿空气作用时间进行折算。基于系统聚类的方法,根据大气腐蚀的差异性,将17个典型地区进行分类,确定各分区的划分标准和我国大气腐蚀分区个数,并综合考虑当前文献中可查的其他地区数据资料与我国气候、降水、大气污染的分布情况,对我国大气环境进行腐蚀分区。结果根据铝合金、合金钢的腐蚀特征量,可将我国大气环境划为5个分区。绘制了我国大气环境腐蚀分区图,给出了各分区的环境特点、地理位置分布和代表城市。结论应用我国大气环境分区结果,可以直观掌握我国飞机不同服役环境的腐蚀严酷程度,为编制加速腐蚀环境谱、评定飞机结构日历寿命、制定针对性的维护计划和飞行计划奠定基础。     

腐蚀损伤对典型铝合金结构疲劳寿命的影响研究

目的研究严酷服役条件下飞机结构的寿命衰减问题。方法以飞机关键结构模拟件为研究对象,基于编制的某机场环境加速试验谱进行当量加速腐蚀试验,采用MTS810材料试验系统进行预腐蚀后的疲劳试验。结果通过对试验结果的分析,确定了关键结构疲劳寿命腐蚀影响系数与腐蚀损伤尺寸之间的对应关系。结论关键结构腐蚀损伤宽度与疲劳寿命腐蚀影响系数相关性最好。     

铝合金表面腐蚀损伤面积等效方法分析

目的研究铝合金表面腐蚀损伤面积等效的方法。方法利用KH-7700三维光学显微镜进行腐蚀图像处理,通过椭圆等规则几何图形修正腐蚀损伤面积,并结合Gumbel、正态、双参数威布尔及对数正态四种分布模型行对腐蚀损伤修正面积进行分布检验分析。结果对比相关系数,得出腐蚀损伤修正面积服从正态分布模型优于Gumbel、对数正态及双参数威布尔三种分布模型。结论矩形内切椭圆能较真实地反映腐蚀损伤的面积,可为工程实践使用腐蚀损伤定量分析时,提供技术支持。     

海洋环境下飞机结构腐蚀疲劳研究现状

介绍了海洋环境下飞机结构腐蚀及腐蚀疲劳的国内外研究现状,重点阐述了服役环境编谱技术、加速腐蚀试验研究、腐蚀防护体系有效性验证、腐蚀损伤评估及疲劳寿命预估技术等几个关键技术问题,并预测了发展趋势。     

飞机铝合金结构连接部位表面防护体系修理技术研究

目的研究飞机铝合金结构连接部位表面防护体系修理技术。方法根据飞机铝合金连接结构腐蚀损伤特点、原防护体系类型及服役环境特点等,选取修复材料和修复工艺,制定5种不同的表面防护体系修理方法,通过在飞机典型涂层加速试验环境谱下开展加速腐蚀试验,优选出适于飞机铝合金结构连接部位表面涂层损伤修理方法。结果加速试验2周期,采用RM4修理的试件,修复部位表面开始出现脱落现象。加速试验6周期,在紧固件区域,采用RM1,RM2,RM3,RM5修理的试件在变色、粉化、开裂、起泡和剥落指标上都属于优或者良,但在生锈指标上仅采用RM3修理的试件属于良;在非紧固件区域,采用RM1,RM2,RM3,RM5修理的试件在各指标上都属于优或者良。结论 RM3更适用于飞机铝合金结构连接部位表面防护体系修理。     

机场环境下飞机LY12CZ结构腐蚀损伤预测方法研究

依据LY1 2CZ材料的EXCO溶液浸泡加速腐蚀试验数据、飞机LY 12CZ构件在机场环境下的真实腐蚀损伤数据以及腐蚀损伤等效原则和当量关系原理,获得了该材料在2种环境下腐蚀的当量因子均值(α) =0.023 6,构建了LY12CZ材料于EXCO溶液中浸泡腐蚀的神经网络腐蚀深度预测模型.在此基础上提出了利用所建的神经网...     

新型航空铝合金包铝层防腐有效期的确定

海洋环境下飞机结构腐蚀严重,合理确定铝合金包铝层防腐有效期,对于飞机日历寿命评估十分重要。根据实际环境数据编制的当量加速腐蚀试验谱,加速腐蚀约7 d与外场曝露1a相当。实验室条件下对某新型铝合金包铝材料进行当量10 a的腐蚀试验;采用KH-7700三维显微镜对腐蚀损伤进行观察和测量。结果表明,腐蚀7 a后,包铝层局部被腐蚀掉,丧失防腐功能。     

飞机用铝合金腐蚀行为和腐蚀预测研究现状及问题分析

针对不同的航空铝合金结构及部位,从腐蚀机理、腐蚀行为和腐蚀预测技术三方面较为系统地分析了研究现状及进展。在此基础上,明确了航空铝合金腐蚀预测技术需要进一步研究的问题,分别为飞机结构表面腐蚀环境的确定问题,材料在海洋大气环境下腐蚀电化学性能的准确测量问题,腐蚀预测模型的选取问题。     

基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型

目的通过对加速腐蚀关系的研究,为飞机的日历寿命的确定提供依据。方法首先提出基于腐蚀电流的加速腐蚀关系可靠性模型,并通过测试极化曲线的方法得到LY12和ZL115两种飞机常用铝合金材料在蒸馏水及不同浓度Na Cl溶液中的腐蚀电流。结果由于材料缺陷分布的随机性,铝合金的腐蚀电流具有随机特征,且随着盐浓度的增加而增大。两种铝合金材料的加速腐蚀关系系数在统计上存在较大的差异,在3.5%盐浓度下(温度)考虑95%置信度的加速腐蚀关系系数,LY12铝合金为3.53、ZL115为2.32。结论本文基于腐蚀电流的加速腐蚀关系的研究可以很好地为飞机日历寿命确定提供依据。     

海洋环境下ZL115-T5铸铝合金/C41500海军黄铜腐蚀行为研究

目的研究海军某型装备壳体结构材料在海洋环境下的腐蚀行为及规律。方法根据折算出的实验室加速腐蚀试验环境谱,开展了ZL115-T5铸铝合金试验件、ZL115-T5铸铝合金/C41500海军黄铜接触试验件、模拟实际涂抹黄油试验件以及模拟维护涂抹缓蚀剂试验件的实验室加速腐蚀试验。结果得到了该型铝合金在不同服役年限及服役状态下的腐蚀形貌、质量、平均腐蚀深度以及腐蚀损伤度变化规律。结论该型合金在不同服役状态下的腐蚀行为呈现差异化,ZL115-T5铸铝合金与C41500海军黄铜偶合接触会加速铸铝合金的腐蚀,黄油能够在一定程度上抑制电偶腐蚀,但效果并不明显。缓蚀剂能够延缓海洋环境下ZL115-T5铸铝合金腐蚀,其中THFS-10软膜缓蚀剂以及THFS-15长效硬膜缓蚀剂效果较好。     

飞机铝合金结构腐蚀损伤预测方法对比性研究

依据飞机LD2结构材料的加速腐蚀试验数据,提出了数据拟合、神经网络、时间序列3种腐蚀损伤预测方法,并对3种预测方法的基本原理、预测精度及预测外延性进行了对比分析。研究发现神经网络和时间序列方法预测精度较高;时间序列方法的预测外延性较好,能够以较高精度预测未来一段时期腐蚀损伤的发展趋势及损伤程度。因此,应根据研究需要选用合适的方法进行腐蚀损伤预测。     

基于局部腐蚀损伤的铝合金预腐蚀疲劳裂纹扩展模型

目的建立铝合金预腐蚀疲劳裂纹扩展模型。方法采用表征局部环境腐蚀损伤影响程度的参数孔蚀率对腐蚀疲劳裂纹扩展速率进行修正。结果修正后的腐蚀铝合金试件的疲劳裂纹扩展速率与试验结果吻合程度良好。结论修正后的铝合金预腐蚀疲劳裂纹扩展速率模型合理有效,试验数据和预测模型可为海军飞机结构的损伤容限设计提供参考。