鋁合金結(jié)構(gòu)腐蝕損傷研究與評(píng)價(jià)

前言

　　腐蝕是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的一種主要損傷形式，它不僅使結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度降低，甚至影響飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性，威脅飛行安全從而造成飛行故障和災(zāi)難。例如，1981年，臺(tái)灣一架波音747客機(jī)因機(jī)身下部結(jié)構(gòu)腐蝕，蒙皮變薄，產(chǎn)生孔洞和裂紋，在壓力作用下導(dǎo)致在空中解體，還有，1988年美國(guó)Aloha航空公司的一架波音737客機(jī)的空中事故。這些事故的出現(xiàn)引起了人們對(duì)受腐蝕損傷影響的老齡飛機(jī)飛行安全的極大關(guān)注。尤其在沿海地區(qū)服役的老齡飛行器，機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕更為嚴(yán)重。開(kāi)展對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕損傷的研究對(duì)于老齡飛機(jī)的定壽、延壽十分重要，而且對(duì)于新型飛機(jī)的設(shè)計(jì)、技術(shù)改進(jìn)和壽命管理也有很重要的指導(dǎo)意義?！　C(jī)體結(jié)構(gòu)腐蝕損傷是影響老齡飛行器疲勞壽命的主要因素，因此對(duì)采用何種指標(biāo)來(lái)評(píng)估腐蝕損傷對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度和剩余壽命的影響顯得更為重要和迫切。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)上，主要存在剝蝕和坑蝕兩種腐蝕形式，其中，坑蝕一般表現(xiàn)為由金屬表面向厚度方向深入發(fā)展的一種局部破壞形式。這種腐蝕危害性大，部位一般難以預(yù)測(cè)，易形成腐蝕疲勞裂紋源。成為降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度的一個(gè)主要因素，從而也成為腐蝕損傷結(jié)構(gòu)分析中的熱點(diǎn)。在對(duì)腐蝕環(huán)境下的老齡飛機(jī)進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)面上存在大量隨機(jī)分布的腐蝕坑，不論從位置上還是空間尺寸上一般都無(wú)序可尋，這樣就為對(duì)受坑蝕損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析帶來(lái)了新的困難。

內(nèi)容概要

　　《鋁合金結(jié)構(gòu)腐蝕損傷研究與評(píng)價(jià)》是關(guān)于鋁合金結(jié)構(gòu)腐蝕損傷研究的專(zhuān)著，涉及材料、結(jié)構(gòu)、腐蝕和疲勞等專(zhuān)業(yè)知識(shí)。全書(shū)共分7章，內(nèi)容包括鋁合金腐蝕損傷的實(shí)驗(yàn)?zāi)M及對(duì)疲勞壽命影響的觀測(cè)、航空鋁合金腐蝕損傷評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及形貌研究、試件腐蝕損傷的演化規(guī)律及剩余強(qiáng)度分析、點(diǎn)蝕損傷的計(jì)算機(jī)模擬、LY12CZ含緊固孔構(gòu)件腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展研究及分析、廣布腐蝕損傷分析模型，全壽命腐蝕損傷監(jiān)控與管理體系等部分?！　　朵X合金結(jié)構(gòu)腐蝕損傷研究與評(píng)價(jià)》介紹的研究成果可用于老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度和剩余壽命評(píng)估，飛機(jī)機(jī)體日歷壽命的評(píng)定、在役飛機(jī)的壽命管理和維修以及新型飛機(jī)的設(shè)計(jì)?！朵X合金結(jié)構(gòu)腐蝕損傷研究與評(píng)價(jià)》也可作為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，維護(hù)等粳域的工程設(shè)計(jì)人員，科研人員和管理人員的參考資料。

作者簡(jiǎn)介

　　呂勝利，西北工業(yè)大學(xué)副教授，工學(xué)博士，固體力學(xué)和軟件工程專(zhuān)業(yè)碩士生導(dǎo)師，1987年在西北工業(yè)大學(xué)獲得工程力學(xué)專(zhuān)量學(xué)士學(xué)位，1990年在西安交通大學(xué)獲得固體力學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位，1999年在西北工業(yè)大學(xué)獲得固體力學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，近年來(lái)主要從事飛機(jī)蛄構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)字仿真技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)研究。在國(guó)內(nèi)外核心刊物發(fā)表論文40余篇。主持和參加國(guó)家科技支撐計(jì)劃、973、國(guó)防973、自然科學(xué)基金、航空基金、航天科技創(chuàng)新基金、中石油創(chuàng)新基金等科研項(xiàng)目?！　堄泻?，第二炮兵工程學(xué)院講師，西北工業(yè)大學(xué)航空宇航科學(xué)與技術(shù)學(xué)科博士后。1998年9月到2002年7月在西北工業(yè)大學(xué)飛機(jī)糸學(xué)習(xí)，2002年9月到2007年6月在西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院固體力學(xué)學(xué)科磧博連讀，并獲得工學(xué)碩士、博士學(xué)位?，F(xiàn)主要從事武器系統(tǒng)腐蝕損傷評(píng)估及全壽命管理、石化管道腐蝕損傷評(píng)估、火工品貯存可靠性、飛行器結(jié)構(gòu)疲勞斯裂及可靠性分析等方面的研究工作。在國(guó)內(nèi)外核心刊物發(fā)表論文20余篇。被SCI.EI.ISTP檢索15篇。

書(shū)籍目錄

第1章 鋁合金腐蝕損傷的實(shí)驗(yàn)?zāi)M及對(duì)其疲勞壽命影響的觀測(cè)1.1 引言1.2 試驗(yàn)介紹1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.4 試驗(yàn)結(jié)果及討論1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析1.6 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第2章 航空鋁合金腐蝕損傷評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及形貌研究2.1 腐蝕試驗(yàn)及腐蝕損傷數(shù)據(jù)的獲取2.2 腐蝕損傷形貌演化分析2.3 腐蝕損傷評(píng)價(jià)指標(biāo)研究2.4 不同環(huán)境下LYl2CZ鋁合金表面腐蝕損傷演化觀測(cè)2.5 腐蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)中的損傷度和深度與壽命之間的關(guān)系2.6 有限元分析2.7 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第3章 試件腐蝕損傷的演化規(guī)律及剩余強(qiáng)度分析3.1 腐蝕損傷對(duì)結(jié)構(gòu)壽命的影響3.2 腐蝕損傷對(duì)結(jié)構(gòu)壽命影響的研究進(jìn)展3.3 腐蝕坑的試驗(yàn)觀測(cè)3.4 腐蝕坑引起結(jié)構(gòu)失效的全過(guò)程3.5 坑蝕影響下的剩余強(qiáng)度分析3.6 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第4章 點(diǎn)蝕損傷的計(jì)算機(jī)模擬4.1 引言4.2 元胞自動(dòng)機(jī)法4.3 金屬腐蝕的物理模型4.4 金屬腐蝕的元胞自動(dòng)機(jī)模型4.5 模擬結(jié)果4.6 點(diǎn)蝕萌生的模擬4.7 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第5章 LY12CZ含緊固孔構(gòu)件腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展研究及分析5.1 腐蝕疲勞機(jī)理及對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)壽命的影響5.2 腐蝕疲勞試驗(yàn)5.3 腐蝕疲勞裂紋的虛擬擴(kuò)展方法研究5.4 腐蝕疲勞作用下緊固孔構(gòu)件剩余強(qiáng)度5.5 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第6章 廣布腐蝕損傷分析模型6.1 引言6.2 結(jié)構(gòu)腐蝕損傷原狀到計(jì)算模型的映射6.3 腐蝕坑等效為具有相同壽命的表面裂紋6.4 表面裂紋之間的相關(guān)性分析與研究6.5 廣布裂紋疲勞擴(kuò)展分析6.6 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第7章 全壽命腐蝕損傷監(jiān)控及管理體系7.1 實(shí)際使用中腐蝕損傷允許程度的限定7.2 飛機(jī)鋁合金結(jié)構(gòu)腐蝕損傷7.3 海軍飛機(jī)腐蝕管理的全壽命模型7.4 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)附錄附錄A 飛機(jī)的使用環(huán)境附錄B 腐蝕原理基礎(chǔ)附錄C 鋁合金腐蝕損傷試驗(yàn)樣本表面斷裂、斷口的圖片

章節(jié)摘錄

　　試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：在預(yù)腐蝕的疲勞試驗(yàn)中，考慮了溫度、腐蝕天數(shù)及應(yīng)力水平這3種影響試件疲勞壽命的因素，將其作為自變量。試驗(yàn)?zāi)康脑谟谡业竭@3種因素中哪一種因素對(duì)疲勞壽命“貢獻(xiàn)”更大，分析因素之間是否有交互影響及其對(duì)疲勞壽命有沒(méi)有交互作用，并提出為進(jìn)一步開(kāi)展后續(xù)試驗(yàn)研究的可行的新方法和新思路?！　≡囼?yàn)設(shè)計(jì)：試驗(yàn)以數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法作為基礎(chǔ)，在試驗(yàn)中自變量的水平預(yù)先給定，自變量的變化引起因變量的變化。在試驗(yàn)中，自變量和因變量的選取如下：　　自變量：溫度（℃）、腐蝕時(shí)間（d）、應(yīng)力水平（MPa）?！　∫蜃兞?，腐蝕疲勞壽命（循環(huán)數(shù)）。　　對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響；在試驗(yàn)中采取正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，用正交試驗(yàn)的方法一次性將所有的變量混合起來(lái)進(jìn)行分析，在設(shè)計(jì)中給每個(gè)變量設(shè)置兩種水平，并混合起來(lái)考慮因素各自及交互作用對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的影響?！　≡谶M(jìn)行正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)時(shí)，采用兩種方法，一種方法是將所有的因素和水平都考慮了進(jìn)去。能全面地分析各個(gè)因素和水平對(duì)腐蝕疲勞壽命的影響，能在過(guò)程中找出各因素之間是否存在著交互作用及對(duì)其結(jié)果有沒(méi)有顯著的影響；同時(shí)，也能較準(zhǔn)確地找出在所有的因素中哪個(gè)因素對(duì)于腐蝕疲勞壽命的影響更為顯著。另一種方法是在廣泛研究每一種變量后，逐一分析每一種因素對(duì)于腐蝕疲勞壽命的影響，缺點(diǎn)在于不能看出變量與變量之間是否存在著交互的作用。

圖書(shū)封面

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