航空鋁合金（如2xxx和7xxx）由于強度高,重量輕被廣泛用于飛機機身框架,艙壁和機翼表面。然而,這些合金在服役期間,容易產(chǎn)生局部腐蝕現(xiàn)象。為改進腐蝕管理方法,保障飛機安全經(jīng)濟運行,深入認識局部腐蝕對鋁合金損傷演化和裂紋擴展的影響具有重要意義。本文開展了預腐蝕鋁合金損傷演化實驗分析。對含不同程度預腐蝕損傷的鋁合金試件進行了單軸拉伸實驗,結合數(shù)字圖像相關方法（DIC）和掃描電鏡（SEM）斷口分析,研究了預腐蝕對材料損傷演化和裂紋擴展的影響。DIC應變圖給出了裂紋萌生和擴展的時空演化特征,斷口形貌識別關鍵損傷區(qū)的腐蝕坑形狀和尺寸。實驗發(fā)現(xiàn),預腐蝕導致材料表觀剛度,強度和延展性的下降;局部腐蝕影響了材料損傷位置、裂紋萌生、聯(lián)合以及斷裂路徑,關鍵損傷區(qū)域的演化主導了整個斷裂過程;關鍵損傷區(qū)域存在明顯的蝕坑,并且蝕坑尺寸隨著腐蝕時間增加而變大。失效分析顯示,在拉應力作用下,材料局部腐蝕處由于應力集中產(chǎn)生微裂紋損傷,此外空隙在雜質和第二相粒子上成核。腐蝕損傷和空洞損傷進一步加劇、聯(lián)結,導致最終的斷裂。利用上述實驗方法進一步研究了預腐蝕對材料宏觀裂紋擴展的影響。進行了不同預腐蝕時間下,含預制裂紋鋁合... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 局部腐蝕鋁合金損傷演化實驗研究
    1.3 局部腐蝕鋁合金損傷失效建模分析
    1.4 相關研究現(xiàn)狀分析
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 實驗方法
    2.1 金相分析
    2.2 腐蝕實驗
    2.3 力學測試
    2.4 數(shù)字圖像相關方法
    2.5 斷口分析
    2.6 本章小結
第3章 預腐蝕鋁合金損傷演化實驗分析
    3.1 實驗材料與試件
        3.1.1 材料成分
        3.1.2 試件尺寸
    3.2 鋁合金腐蝕實驗
        3.2.1 腐蝕形貌
        3.2.2 腐蝕機理分析
    3.3 預腐蝕鋁合金單軸拉伸實驗
        3.3.1 實驗過程
        3.3.2 宏觀力學性能分析
        3.3.3 損傷和開裂閾值應變的確定
        3.3.4 變形場演化
        3.3.5 斷口分析
    3.4 失效過程分析
    3.5 本章小結
第4章 預腐蝕鋁合金宏觀裂紋擴展實驗分析
    4.1 試件準備
    4.2 測試過程
    4.3 實驗結果分析
        4.3.1 宏觀力學性能分析
        4.3.2 變形場演化
        4.3.3 斷口分析
    4.4 本章小結
第5章 預腐蝕鋁合金裂紋萌生與擴展微觀實驗
    5.1 實驗試件
    5.2 預腐蝕鋁合金掃描電鏡原位拉伸實驗
    5.3 實驗結果分析與討論
        5.3.1 斷裂過程
        5.3.2 裂紋萌生與擴展
    5.4 本章小結
第6章 結論
    6.1 本文工作總結
    6.2 研究工作展望
致謝
參考文獻
附錄A：發(fā)表論文和參加科研情況說明


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁合金預腐蝕剩余壽命的分形維數(shù)預測方法[J]. 張川,姚衛(wèi)星.  中國機械工程. 2013(17)

博士論文
[1]數(shù)字圖像相關方法及其在材料損傷破壞實驗中的應用[D]. 宋海鵬.天津大學 2013



本文編號：3334447