由于強度高、密度低等優(yōu)點,鋁合金在機身蒙皮、桁條等重要部件中被廣泛使用。然而,鋁合金零部件在飛機運行過程中經(jīng)常受環(huán)境作用而產(chǎn)生局部腐蝕(剝落腐蝕、點蝕等),進而在疲勞載荷作用下加快裂紋的萌生和擴展,導致飛機結(jié)構(gòu)失效。因此,研究預腐蝕航空鋁合金的疲勞失效具有重要的意義。本文針對預腐蝕鋁合金的疲勞失效進行實驗表征與建模分析,首先進行了預腐蝕7075-T7651鋁合金的宏觀疲勞實驗,基于數(shù)字圖像相關(DIC)技術觀測試件疲勞損傷演化過程,結(jié)合損傷程度曲線和應變云圖演化描述損傷累積、宏觀裂紋的萌生和擴展;利用掃描電子顯微鏡(SEM)針對宏觀裂紋萌生區(qū)域中的微觀特征進行了微觀斷口分析。實驗觀察發(fā)現(xiàn),在L-S或L-T表面的局部腐蝕促進了疲勞裂紋成核,影響了裂紋的成核位置、擴展路徑并且伴隨著氫脆現(xiàn)象。局部腐蝕程度的分散性導致試件的損傷演化和失效過程存在時空差異性。實驗存在多裂紋萌生擴展現(xiàn)象,呈現(xiàn)了三種典型的失效模式(單裂紋斷裂、多裂紋競爭以及多裂紋平行擴展),不同的失效模式是由加載條件和主裂紋源的相對位置共同決定的。論文進一步結(jié)合掃描電鏡原位(in-situ SEM)疲勞實驗和掃描電鏡斷口觀測,分析了...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1(a)飛機用鋁材部分示意圖；(b)飛機零部件剝落腐蝕現(xiàn)象；(c)疲勞引發(fā)阿羅哈空難在飛機服役期間，飛機零部件受到環(huán)境腐蝕和疲勞載荷的協(xié)同作用

中國民航大學碩士學位論文1第1章緒論1.1研究背景及意義鋁合金（AA）是現(xiàn)役航空器的主要結(jié)構(gòu)材料之一，由于材料具有高強度和低密度的優(yōu)勢，被廣泛用于機身結(jié)構(gòu)、飛機壁板和機翼等部件[1]，如圖1-1(a)所示。在空客A380中鋁合金用材質(zhì)量占比高達61%，占機翼用材重量的80%。圖1....

圖1-2潮濕環(huán)境下7075-T651鋁合金疲勞斷口形貌：(a,b)未腐蝕試件的裂紋前緣形貌；(c,d)預腐蝕試件的裂紋前緣特征[13]

中國民航大學碩士學位論文3測，研究了腐蝕對6151鋁合金疲勞微裂紋萌生和早期擴展行為的可靠性影響，強調(diào)了表面腐蝕坑相互作用對裂紋擴展的重要性[21]。Wang等學者對2024鋁合金板材進行了空氣、預腐蝕和3.5%NaCl溶液中的疲勞裂紋擴展試驗和斷口觀察，發(fā)現(xiàn)預腐蝕條件相對于空氣....

圖1-3不同加載條件下的應力-壽命曲線和應變壽命曲線[27]

中國民航大學碩士學位論文4環(huán)軟化-循環(huán)硬化的現(xiàn)象[25]。Burns等利用疲勞裂紋標記帶精確地量化形成10-20μm裂紋時的循環(huán)周次，該數(shù)值隨外加應力的增加而降低[26]。Liu等人開展了NaCl溶液浸泡腐蝕AA2024-T62的不同應力比疲勞測試，發(fā)現(xiàn)預腐蝕試件在應力比為-1時....

圖1-4利用AFGROW進行疲勞壽命計算：模型示意圖（上）和不同模型裂紋長度曲線（下）[9]

中國民航大學碩士學位論文6的7010-T7651進行了疲勞裂紋擴展和壽命試驗，并用掃描電鏡測量萌生裂紋的腐蝕坑尺寸參數(shù)。對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析建立了疲勞壽命與蝕坑寬度、深度、面積、應力比之間的多元線性回歸方程來預測疲勞壽命，結(jié)果發(fā)現(xiàn)凹坑面積對疲勞壽命的作用最大，深度和寬度的影響均....

本文編號：4013899