典型连接件防腐密封剂在加速环境下的失效分析

针对某型飞机典型连接件的防腐蚀密封设计,采用实验室加速环境谱开展验证试验研究,结果表明含密封剂的防护体系在加速环境下发生了开裂失效。对密封剂的失效情况及原因进行了分析,提出了密封剂失效后的解决途径及相应的改进方案。     

海洋环境下飞机典型接地柱防腐蚀设计研究

目的研究海洋环境对典型接地柱防腐蚀安装设计的影响。方法以×型飞机某半封闭关键部位安装的接地柱为研究对象,设计三种防腐蚀安装方法,并在实验室环境谱下开展加速腐蚀试验,借助宏观、微观检测及接触电阻测试,对不同类型的试验件开展检测与测试。结果两周期实验室加速试验结束后,采用直接安装模式的接地柱因底座腐蚀而无法检测接触电阻;采用填角安装模式的接地柱外观腐蚀严重,但其内部仍为电接触;采用封包安装模式的接地柱其内部被密封剂保护完好。结论三种接地柱防腐蚀安装设计方法各有利弊,可根据结构的局部环境特点视情选择。     

某型飞机腐蚀关键结构含涂层模拟件腐蚀行为研究

目的研究某型飞机腐蚀关键结构防护涂层体系的腐蚀失效行为,评估涂层的防护性能,为整机日历寿命体系评定和飞机大修提供试验依据。方法在编制加速环境谱的基础上,对模拟件进行环境谱作用下的加速腐蚀试验。结果在经过修理前后两个阶段的加速腐蚀后,模拟件在铆钉连接区域表面涂层均出现不同程度的鼓包、开裂、剥落等老化现象。结论腐蚀关键结构表面防护涂层体系总体上能够满足首翻期和翻修间隔期内结构的表面防腐要求,但在外场使用维护中应针对铆钉、螺钉连接件周围等腐蚀敏感部位加强防护,一旦出现涂层老化、破损等损伤需要及时进行局部修复。在科学、合理的外场使用维护条件下,可以适当延长飞机的进厂大修时间。     

某型飞机全尺寸雷达罩静强度分析与试验验证

目的考核某型飞机全尺寸雷达罩的静强度,验证其计算模型的准确性。方法采用有限元计算和静力试验相结合的方法,对某型飞机全尺寸雷达罩的承载能力进行研究与试验验证。根据雷达罩的结构特点和载荷分布情况建立有限元计算模型,进行应力应变计算与强度校核,得到了雷达罩的应力应变云图。在此基础上,选用最严重载荷工况对雷达罩的承载能力进行试验验证。通过试验总体方案设计及加载实施方案优化设计,采用矢量加载技术和软硬结合的加载方式对雷达罩施加拉压载荷,保证各加载点的载荷均与所在表面的法向相同,与雷达罩实际受载情况一致。结果雷达罩的应力水平较低,承载能力较高;试验实测应力结果与理论计算结果有偏差,但应力分布规律合理,与理论分析计算结果的趋势基本一致;静力试验结果证明雷达罩及其与机身连接结构能够满足静强度设计要求。结论雷达罩静力试验测得的应变数据与有限元计算结果吻合较好,雷达罩本体及其与机身的连接结构满足强度设计要求。     

在役晶体管湿热试验失效模式及机理研究

目的 研究在役晶体管湿热试验的失效模式及失效机理,为减少晶体管失效提出改进建议。方法 选取长期贮存了10余年未失效的3型在役晶体管进行湿热环境试验,采用扫描电镜观测、电性能参数测试、离子色谱分析等方法研究晶体管失效的模式和失效机理。结果 晶体管经过2 160 h湿热试验后,有 3.75%的晶体管发生失效,其中晶体管管腿断裂失效比例占2.50%,失效机理为应力腐蚀开裂;晶体管参数超标比例为1.25%,失效机理为器件背部或三防漆所含粘附离子引起的漏电。结论 湿热试验会加速在役晶体管的失效,其失效模式主要为因应力腐蚀开裂导致的管腿断裂以及因表面粘附离子引起的参数超差。建议在晶体管的寿命期内加强质量管理,改善不当的制管工艺,减少器件的内部缺陷及残余应力的存在,控制器件贮存环境的温湿度以及大气成分,杜绝氯离子等粘附离子及其他活性物质的引入。     

DIN 75220标准阳光模拟试验与海南户外暴露试验对比研究

为了对比DIN 75220标准阳光模拟试验与我国海南户外暴露试验,以某型汽车整车和PC、PS标准板为研究对象,对自然曝晒试验和基于DIN 75220标准的整车阳光模拟试验中汽车典型部位微环境、汽车典型部件失效行为以及温度校正太阳辐射量的结果进行了对比研究。分析了2种试验方法中各统计量间的相关关系,进一步结合2种方法下的油漆件色差、内外饰件间缝隙变化结果以及关键部件典型失效问题,提出了适合用于模拟我国海南典型湿热自然环境的定制化阳光模拟试验循环。研究结果表明,基于DIN 75220标准的1个周期整车阳光模拟试验可以反映约80%的湿热自然环境整车曝晒试验3~6个月出现的失效问题。DIN 75220标准中,潮湿气候循环试验可以较好地模拟我国海南湿热自然环境,35个潮湿气候循环可以模拟海南整车自然曝晒1 a。     

海军某型飞机典型电连接器失效分析

目的分析得出电连接器失效的主要原因。方法以海军某型飞机三个型号典型电连接器插孔端为主要研究对象,对电连接器宏观形貌进行目视检查分析,并采用扫描电子显微镜进行微观形貌观察,采用能谱分析仪进行微观成分分析,研究壳体表面和插孔接触面的化学成分组成。结果腐蚀和磨损是外场电连接器失效的主要诱因,电连接器有一定程度的局部腐蚀,表面积聚的灰尘和海盐颗粒对腐蚀有较明显的促进作用。插拔不当造成的插针与插孔间同心度的偏差,与微动磨损共同作用加速了局部腐蚀。结论插拔不当、微振磨损与局部腐蚀是导致电连接器性能下降乃至失效的三大主要因素。     

喷丸强化技术在某型作动筒延寿修理中的应用

目的将某型作动筒的寿命由6000±150起落延长至12 000±150起落。方法采用喷丸强化技术对作动筒的主要承力零件进行喷丸强化处理,提高零件的抗疲劳和抗应力腐蚀性能。通过疲劳寿命试验验证对比喷丸强化处理前后典型零件和作动筒的寿命指标是否达到了预期目标。结果喷丸强化处理前的3件前耳环螺栓试验循环次数均未超过1.8×10~6即断裂,喷丸强化后达到3.6×10~6时仍未断裂。喷丸强化处理后的4件主耳环螺栓与喷丸强化处理前对比,断裂时的试验循环次数均有不同程度的提高,均值寿命比值大于2.36。喷丸强化处理前后的主前作动筒疲劳寿命试验达到预期的循环次数时,均没有出现断裂或者损坏。结论喷丸强化处理能有明显提高作动筒的抗疲劳和抗应力腐蚀性,强化处理后的零件疲劳寿命能够超过处理前的2倍,可以采用喷丸强化技术延长作动筒的使用寿命。     

液化天然气装卸泄漏扩散模拟研究

针对目前国内LNG槽车装卸采用万向旋转接卸臂+法兰盘接头进行LNG装卸作业,可能出现泄漏的位置为法兰盘接头和万向旋转接头情况,利用有限元仿真软件对LNG装卸时万向旋转接头密封完全失效进行模拟,计算得到泄漏量为1.507 t/h;并针对某接收站采用PHAST软件模拟计算法兰接头全脱、局部破裂及万向旋转接头密封意外失效工况下,LNG泄漏扩散情况,分析得到泄漏孔径、泄漏时间、天气条件对于形成可燃气云尺寸及扩散范围的影响情况,法兰接头完全脱开时泄漏形成气云的最大距离和最大面积为万向旋转接头密封失效泄漏时的12倍和1 000倍。LNG槽车装卸采用法兰盘接头,LNG泄漏可燃气云覆盖面积大,存在巨大爆炸风险,应开展LNG低温干式接头研究,避免LNG装卸接头泄漏爆炸事故发生。     

军用飞机结构局部环境谱编制方法研究

根据实测得到的某型飞机典型结构温、湿度数据,采用模糊聚类方法对飞机结构类型进行归并分析,当模糊矩阵阈值λ=0.7时,飞机结构可归并为开式、半开式、封闭式3类典型结构.选取典型开式结构,使用回归法建立开式结构温、湿度预测模型,根据预测模型计算结果对某机场环境谱进行修正计算,编制开式结构局部环境谱,得到的局部环境谱较机场环境谱潮湿空气作用时间比例增加了1.78%.     

典型飞机结构加速腐蚀试验方法研究

针对典型飞机结构的局部腐蚀环境开展了加速腐蚀环境谱及加速腐蚀试验方法研究,采用A和B两种加速腐蚀环境谱进行了对比试验。结果表明,在飞机结构加速腐蚀环境谱中采用铜加速乙酸盐雾试验,不仅具有明显的加速腐蚀作用,使试验历程大大缩短,而且能够较好地再现典型飞机结构的腐蚀损伤特征。     

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。     

飞机继电器腐蚀防护与控制要求

为解决飞机继电器因腐蚀而导致性能退化甚至失效的问题,从飞机继电器的设计、制造、检查和修理等方面提出腐蚀防护与控制要求.首先,针对继电器的使用环境、腐蚀特点,在继电器常见腐蚀失效模式基础上,提出了继电器腐蚀防护与控制的一般要求;其次,从材料选择、表面防护、密封设计、零件加工和装配工艺等方面提出腐蚀防护设计和制造要求;再次,按照检查准备、检查程序、检查标准、电气性能检查、腐蚀修理等步骤,研究制定了飞机继电器腐蚀检查与修理要求;最后,结合飞机日益严峻的腐蚀损伤现状,对继电器在使用过程中的腐蚀预防与控制方法进行了探索研究.     

飞机某模拟涂装试样加速腐蚀与自然暴露的对比研究

目的研究飞机某结构模拟试样加速腐蚀试验与自然暴露试验的相关性。方法选取飞机某结构模拟试样分别进行实验室加速腐蚀试验和海南西沙外场自然暴露试验,以宏/微观形貌、失光率、色差等级、腐蚀产物成分等作为评价指标,对试样表面涂层的腐蚀损伤情况进行长期观测和对比研究,对加速腐蚀2个周期和户外暴露2年的疲劳试样疲劳寿命和疲劳断口形貌进行对比分析。结果加速腐蚀试验2个周期和自然暴露试验2年试样的试验过程色差变化规律一致,色差变化等级均为2级,光泽度变化规律一致,加速腐蚀试验后为3级,户外自然暴露户外为4级、棚下为3级,在螺钉边缘均出现面漆剥落现象。7B04铝合金试样疲劳寿命断口的韧窝和孔洞的数量都没有发生明显的变化,在显著度为0.05时,两组疲劳寿命的t检验量为1.6971,疲劳寿命无显著差异。结论加速腐蚀试样表面涂层的腐蚀程度介于户外和棚下暴露试样之间,这一结果与加速环境谱的编制原则相一致,也进一步表明加速试验环境谱正确性。疲劳寿命无显著差异,表明加速腐蚀试验可以较好地模拟飞机实际工作环境对试样疲劳性能造成的影响。     

预腐蚀典型铆接结构疲劳寿命特性研究

通过设计LY12-CZ材料的典型铆接结构试验件与模拟现役飞机的地面停放环境,完成加速试验环境谱下的预腐蚀试验与不同时间预腐蚀后试验件的等幅疲劳试验,最终获得预腐蚀典型铆接结构疲劳寿命特性与疲劳寿命的影响系数C（t）曲线。     

缓蚀剂在军用飞机维护中的应用研究

目的验证海洋环境下硬膜水置换型缓蚀剂应用于军用飞机连接部位的有效性。方法采用功能渗透性试验、环境谱加速腐蚀对比试验对缓蚀剂性能进行评价,并通过在某型飞机典型结构部位的领先试用验证缓蚀剂的实际应用效果。结果缓蚀剂渗透率可达到85%。应用于军用飞机内部,对腐蚀的发展有明显的抑制作用,可显著延长腐蚀发生的时间。结论应用缓蚀剂作为腐蚀预防的有效手段,可在军用飞机维护中推广应用。     

某型直升机尾减速器从动机匣腐蚀故障分析及预防对策研究

目的分析某型直升机尾减速器从动机匣腐蚀故障原因,建立预防该类腐蚀故障问题的处理方法。方法通过腐蚀故障机基本信息分析,腐蚀故障部位结构、材料和腐蚀形貌分析,得出腐蚀故障原因,采取"原位"处理方式建立该类腐蚀故障处理方法。结果某型直升机尾减速器从动机匣安装面有异种金属接触和凹陷型结构,并承受交变载荷,易发生腐蚀故障,部队外场维护只能通过检查和监控延缓腐蚀进程,解决该问题需通过"湿装配"的密封剂处理技术和螺栓表面防护加强方法。结论采取机上原位进行尾减速器从动机匣螺栓固定端面"湿装配"密封处理和螺栓外表面防护涂层加强处理,能够防止电解液进入螺栓固定端面和螺栓孔内部,达到腐蚀预防的目的。     

模拟加速腐蚀专家模拟器软件在美海军飞机腐蚀损伤评估中的应用

介绍了美国海军规划开发的飞机结构腐蚀损伤评估建模和仿真分析系统,预测了由点蚀、应力腐蚀开裂和剥蚀引起的飞机结构腐蚀损伤性能退化趋势,这三种腐蚀类型是海军飞机相关腐蚀故障的主要来源。该系统是通过扩展现有加速腐蚀专家模拟器(ACES)软件产品而获得,软件系统由基于物理数据的程序算法、基于试验数据的经验统计模型和人工智能方法组成。