基于腐蝕損傷因子的全壽命模型研究概述陳躍良

1、基于腐蝕損傷因子的全壽命模型研究概述陳躍良基于腐蝕損傷因子的全壽命模型研究概述陳躍良鋁合金因其高強(qiáng)度和低密度而成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要材料，在我國自行研制的飛機(jī)中，鋁合金用量占機(jī)體結(jié)構(gòu)材料的比例高達(dá)80%以上；雖然在新研制的飛機(jī)中鈦合金和復(fù)合材料的比例有所上升但鋁合金的用量仍達(dá)到60%~65%[1]。軍用飛機(jī)在服役過程中由于所處的地理環(huán)境和飛行強(qiáng)度等不同會受到不同程度的腐蝕性損傷當(dāng)損傷到一定程度時(shí)候便可能會產(chǎn)生災(zāi)難性后果。英國的彗星號客機(jī)和美

2、國的F111戰(zhàn)斗機(jī)都是比較有名的腐蝕損傷事故。我海軍、空軍部門也發(fā)現(xiàn)了多架戰(zhàn)斗機(jī)某部位不同程度的損傷造成了飛機(jī)的停飛甚至提前退役嚴(yán)重影響了部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。隨著近年來飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命問題的日益突出，鋁合金的腐蝕損基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50675221）；總裝十一五預(yù)研項(xiàng)目（51327030104）傷等問題也逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。1飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕大量的飛機(jī)失效、破壞表明:腐蝕性環(huán)境對機(jī)體造成的損傷是影響飛機(jī)壽命的一個(gè)很重要的原因。

3、由于我海軍機(jī)場絕大部分分布在沿海地區(qū)，其地面停放環(huán)境特點(diǎn)是高溫、高濕和鹽霧出現(xiàn)時(shí)間長靠近城市工業(yè)區(qū)的機(jī)場還受到工業(yè)廢氣的污染海軍飛機(jī)所處的環(huán)境更加惡劣，同時(shí)飛機(jī)97％以上的時(shí)間是在地面停放[2]。大量用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的航空鋁合金材LY12CZ在上述環(huán)境用下極易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。[10]通過選取四種分布對現(xiàn)役飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕損傷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)特征研究。文獻(xiàn)[11]針對老齡化飛機(jī)安全評估分析中結(jié)構(gòu)表面存在廣布隨機(jī)不等直徑腐蝕坑這一現(xiàn)狀采用蒙特卡羅(Mont

4、eCarlo)方法分析并編制了計(jì)算機(jī)程序完成了由結(jié)構(gòu)腐蝕原況到計(jì)算模型的映射從而實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)模擬再現(xiàn)結(jié)構(gòu)腐蝕損傷為定量研究腐蝕損傷對老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度和壽命影響提供可能。采用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分別對飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練建立了腐蝕損傷與環(huán)境條件的映射模型可以預(yù)測腐蝕損傷值[12]。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)定量預(yù)測飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕損傷是一種較好的工程方法。論文參考。這種方法預(yù)測為較好預(yù)測飛機(jī)結(jié)構(gòu)的壽命和剩余強(qiáng)度提供了可靠保障其中文獻(xiàn)[

5、9]考慮了飛機(jī)結(jié)構(gòu)件腐蝕損傷后潮濕空氣、鹽霧、鹽霧SO2等環(huán)境介質(zhì)對疲勞壽命的影響。根據(jù)海軍現(xiàn)役飛機(jī)的腐蝕環(huán)境特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)件腐蝕損傷深度擬合規(guī)律以室溫大氣環(huán)境下的壽命評定結(jié)論為依據(jù)提出了一種腐蝕環(huán)境下飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命的評定方法。對飛機(jī)材料腐蝕性能和預(yù)先腐蝕試驗(yàn)件疲勞壽命研究的有文獻(xiàn)[1213]研究了常用航空材料大氣腐蝕后的疲勞性能劣化規(guī)律。文獻(xiàn)[1415]研究了LY12CZ在EXCO溶液中的腐蝕動力學(xué)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。西北工業(yè)大學(xué)呂國志，張有宏任