预腐蚀铝基复合材料疲劳寿命的预测方法
2021-12-13陈亚萍曾本银喻溅鉴
腐蚀与防护 2021年1期
陈亚萍,曾本银,喻溅鉴,袁 璐
(1. 中国直升机设计研究所,景德镇 333001; 2. 上海航空材料结构检测股份有限公司,上海 200000)
碳化硅增强铝基复合材料是一种金属基复合材料,具有比强度高、比刚度高、密度低和疲劳性能良好等特点,在航空领域应用广泛,如美国F-16战机的腹鳍,Boing777商用飞机PW4000系列发动机的导流叶片等。在直升机领域,该复合材料成功用于EC-120直升机的旋翼连接件和NH90直升机的动环与不动环等零部件,首次实现了在航空一级运动零件上的使用[1-3]。近年来,国内直升机关键零部件也逐步采用该材料。
铝基复合材料结构在使用环境中会产生腐蚀损伤,胡津等[4]研究了铝基复合材料的腐蚀形成机理;陆峰等[5]针对不同铝基复合材料的腐蚀行为进行了研究;王春雨等[6]分析了不同铝基复合材料的腐蚀特点,并提出相应的腐蚀防护措施。本工作通过腐蚀试验,统计分析了直升机铝基复合材料结构的腐蚀形貌特征,分析其与腐蚀时间的规律。
腐蚀会影响铝基复合材料结构的疲劳性能及疲劳寿命,韩忠英等[7]基于损伤演化律研究了腐蚀疲劳寿命预测方法,并对FG20钢和LY12CZ材料的腐蚀疲劳寿命进行了预测,结果表明不同材料的腐蚀疲劳损伤演化参数相差较大。高文欢等[8]基于遗传神经网络,预测了预腐蚀铝合金疲劳性能与预腐蚀试验温度、预腐蚀时间的关系。但尚未有铝基复合材料结构预腐蚀后疲劳寿命预测的相关研究。本工作基于疲劳缺口系数和断裂力学等效应力强度因子,根据铝基复合材料结构腐蚀特征建立模型,预测其预腐蚀后的疲劳寿命。……
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