(1. 北京航空航天大學宇航學院 北京 100191;
2. 北京空間技術研制試驗中心 北京 100094;
3. 北京航空航天大學固體力學研究所 北京 100191)
摘要:在航空航天飛行器結構中,由于重量和功能的要求,出現大量由金屬與復合材料相連的連接結構,鉚接是其中的一種常用連接方式。當這種連接結構長期承受某一外載荷作用時,由于釘孔處存在應力集中,在鉚接處局部區域的金屬材料和復合材料都承受較大應力,使其存在嚴重的應力腐蝕。當這種鉚接結構處于惡劣環境如鹽霧環境下時,又會在鉚接部位產生鹽霧腐蝕。應力腐蝕和鹽霧腐蝕都會導致鉚接部位材料的力學性能的退化,從而影響連接結構的強度和剛度,因此,建立金屬與復合材料鉚接結構在應力腐蝕與鹽霧腐蝕作用下力學性能變化規律分析模型,對于評估該類連接結構的使用壽命非常重要。
由于本問題的研究涉及到兩類材料以及兩種腐蝕,因此分析起來比較復雜。首先擬將問題分成四個方面來考慮,即慮金屬材料的應力腐蝕和鹽霧腐蝕、復合材料的應力腐蝕和鹽霧腐蝕。對于金屬材料的應力腐蝕和鹽霧腐蝕問題,我們先分別對金屬在應力腐蝕和鹽霧腐蝕條件下建立各自損傷演化方程,通過耐久性實驗,來分別識別兩種環境下的損傷演化方程參數。又因為金屬在實際情況下是受到應力腐蝕、鹽霧腐蝕共同作用的結果,鹽霧本身會加速材料的老化,加速應力腐蝕對結構影響,所以最后建立金屬在應力和鹽霧耦合下的損傷演化方程。對于復合材料的應力腐蝕和鹽霧腐蝕問題,復合材料連接部分破壞模式主要是纖維斷裂和基體開裂。纖維損傷對應纖維斷裂失效模式,基體損傷對應基體開裂失效模式,兩種損傷同時存在,獨立演化,因此需要分別建立纖維和基體的損傷演化模型。我們同樣首先建立纖維和基體分別在應力和鹽霧單獨作用下的損傷演化方程,最后考慮應力和鹽霧的耦合作用,建立纖維和基體在應力和鹽霧耦合下的損傷演化方程。
對于考慮應力腐蝕和鹽霧腐蝕共同作用下的金屬與復合材料連接結構,因為金屬和復合材料在腐蝕影響下的力學性能退化,勢必會引起連接結構力的重新分配,從而影響連接結構中各部分的損傷效應,故而我們引入金屬與復合材料在應力和鹽霧耦合下的損傷演化方程,通過數值解法,來研究連接結構在兩種腐蝕環境下隨著時間發展的力學性能變化規律,進而可以評估該類連接結構的使用壽命。
聯系方式
責任編輯:趙澤南
《中國腐蝕與防護網電子月刊》征訂啟事
投稿聯系:劉娟 電話:010-82387968-807
QQ: 2850329508 郵箱:liujuan@ecorr.org
中國腐蝕與防護網官方 QQ群:140808414

官方微信
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
- 投稿聯系:編輯部
- 電話:010-62313558-806
- 郵箱:fsfhzy666@163.com
- 中國腐蝕與防護網官方QQ群:140808414