华磊 刘雪峰 常冬梅

摘要：将阴阳极反应分离的元胞自动机法引入到铝合金多坑腐蚀过程的模拟当中。通过腐蚀模拟得到了较为符合实际特征的铝合金材料多坑腐蚀形貌图。通过计算不同腐蚀步数下的蚀坑形貌参数，发现蚀坑深度近似于随腐蚀时间线性增加，同时腐蚀失重也随时间增加，但是增加的速度逐渐增加。将腐蚀形貌导入ANSYS软件中进行力学分析，给出了铝合金材料腐蚀后的应力分布，并且由此计算了腐蚀后的剩余疲劳寿命。发现随着腐蚀时间的增加，剩余疲劳寿命大体上呈逐渐减少的趋势。但是，由于蚀坑底端附近局部几何形貌造成应力集中的影响，这一趋势并不一定总是单调的。

关键词：铝合金；腐蚀；元胞自动机；疲劳

中图分类号：TG171文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.09.009

基金项目：航空科学基金（201902067004）；中央高校基本科研业务费项目（3122018C008）

铝合金材料具有重量（质量）轻、比强度大等优点，因此在航空航天领域得到广泛的应用。但是铝合金材料在服役过程中容易发生腐蚀，从而影响材料的可靠性。因此，对铝合金腐蚀问题的研究受到广泛的关注。过去对于铝合金腐蚀问题的研究以试验方法为主，但是试验方法往往费时费力，成本较高，因此近些年在腐蚀数值模拟方面的研究越来越多。多数腐蚀数值模拟方法是针对一系列有关材料和环境参数方程的求解，因此为确定性方法[1]。确定性方法可以较准确地模拟出材料的宏观腐蚀进程，但是，确定性方法没有考虑到材料和环境在介观或微观尺度上的不均匀性，因此不适合模拟由此造成的材料较小尺度上的不规则腐蚀。……