应力水平对2219铝合金腐蚀损伤力学性能的影响

为明确应力水平及暴露时间对2219铝合金腐蚀损伤力学性能的影响,选择在不同应力水平作用下暴露于EXCO腐蚀溶液中,经不同时间加速腐蚀后的2219铝合金试样,开展表面蚀坑深度测量、力学性能测试、拉伸断口形貌观察试验。结果表明,应力水平、暴露时间都是影响试样应力腐蚀损伤发展从而影响材料力学性能变化的重要因素。在腐蚀的初期阶段,即0.0~1.5 h,应力水平因素的影响有限;当暴露时间大于等于2.0 h,应力水平引起的以蚀坑平均深度为表征的腐蚀损伤更加显著。但在试验时间（2.5 h）内,应力水平对腐蚀损伤所产生的影响小于暴露时间,因而对材料力学性能变化的影响也小于暴露时间。腐蚀损伤造成的点蚀坑、微裂纹破坏了材料的连续性,使试样材料的抗拉强度、延伸率、弹性模量等力学性能指标下降,是促使材料在拉伸试验中没有经过充分的塑性变形阶段就发生瞬间断裂的重要原因。深度大的点蚀坑、微裂纹,可能成为断口主裂纹的起源。     

航空铝合金预腐蚀疲劳寿命退化规律

航空铝合金材料在服役过程中常因腐蚀损伤而导致疲劳断裂问题,通过采用扫描电镜及疲劳寿命测试等方法,研究了不同预腐蚀损伤对2xxx铝合金在不同应力比下疲劳寿命的影响,探讨了预腐蚀损伤对疲劳裂纹萌生扩展的影响机理.结果表明:预腐蚀损伤对2xxx铝合金材料疲劳寿命的影响显著,材料的疲劳性能随着腐蚀损伤程度的增加而明显下降.同时建立了预腐蚀损伤对材料疲劳极限的影响系数C-T-R模型,材料疲劳极限的影响系数C随着预腐蚀时间的增加或者应力比R的增加而变大.断口分析表明,预腐蚀损伤的存在导致裂纹萌生寿命大大缩短,裂纹萌生由单源转变为多源,并且均萌生于腐蚀坑处.     

航空铝合金材料腐蚀损伤研究

对航空LY12CZ铝合金试验件进行了腐蚀试验,提取了孔蚀率、蚀坑分形维数、蚀坑半径、灰度值、能量值共计五种腐蚀图像特征值。通过灰色预测方法对腐蚀图像特征值与腐蚀损伤之间的关系进行了研究,构建了基于图像特征值的GM(1,5)和GM(1,6)腐蚀损伤预测模型,模型计算所得蚀坑深度与实测蚀坑深度较为接近,结果合理。     

点蚀损伤船体板格单轴压缩极限强度

为了能够简单准确地计算服役期内点蚀损伤船体板格的极限强度,选择腐蚀体积为点蚀损伤板的主要评估参数,结合实际船体板格的腐蚀损伤特点,采用有限元数值计算方法,分析点蚀坑形状、有限元单元类型、蚀坑分布和蚀坑深度对板极限强度的影响,以及板的初始柔度、初始变形、长宽比和板边缘线性载荷因子对板极限强度折减因子的影响,并利用回归分析方法,建立了基于腐蚀体积的点蚀损伤船体板格极限强度折减因子的计算公式.结果表明,整套公式的计算结果与有限元计算结果的相对误差仅有极少量在5%,~6%,之间,绝大部分在5%,以内,可用于服役期内点蚀损伤船体板格的安全评估.     

板芯脱黏损伤对复合材料蜂窝夹层结构振动特性的影响

板芯界面脱黏是复合材料蜂窝夹层结构最常见的损伤,对其开展振动分析具有科学价值和工程意义.基于蜂窝芯材的细观构造,利用有限元软件ANSYS建立了复合材料蜂窝夹层结构的有限元模型,研究脱黏损伤的尺寸和位置对振动特性的影响.结果表明:脱黏损伤使蜂窝夹层结构的固有频率降低;损伤尺寸越大,固有频率越低;损伤位于结构中部时4阶固有频率最低,其余各阶固有频率随着损伤越接近固支端而越低;损伤尺寸和损伤位置对不同阶振动模态的影响程度不同.研究方法和结论为此类结构的损伤检测以及损伤容限设计与分析提供了必要的参考依据.     

产生坑蚀后钢筋疲劳性能的劣化

为研究产生局部锈坑后钢筋疲劳性能的劣化,设计了32根试件并完成了相关的试验,研究了不同锈坑深度与不同疲劳荷载循环次数下钢筋剩余强度的下降规律,反复荷载对混凝土结构的影响比人们目前所认识到的更为严重:当锈坑较浅时,锈蚀的影响与疲劳荷载的作用可被作为两种独立的损伤(它们彼此间为线性关系);但当锈坑深度较深时,锈坑与循环荷载对试件的影响会产生彼此关联,相互促进的作用.     

6063铝合金阳极氧化膜腐蚀性能的正交试验研究

用硫酸直流阳极氧化法对6063铝合金表面进行处理。采用正交试验研究方法探索腐蚀时间、温度和腐蚀液浓度对氧化膜抗蚀性能的影响,运用极差分析法对6063铝合金的腐蚀增重量和最大腐蚀深度进行了分析。结果表明:在铜加速乙酸盐雾环境下,时间对腐蚀的影响最强,温度及盐溶液浓度的影响均较小。合金的阳极氧化膜主要以点蚀为主,在72h、35℃、3%盐溶液浓度条件下,最大蚀坑深度达180.79μm,而原样则是以均匀腐蚀为主,可见与点蚀相比,阳极氧化膜对于均匀腐蚀的改善作用更明显。     

不可压缩流中板状结构的振动分析

研究了一个两跨板状结构的简单模型在不可压缩流中振动的固有特性.采用假设模态法建立了系统的运动微分方程,着重考察结构非对称对固有频率和模态局部化的影响.研究结果表明,结构非对称是导致模态局部化现象的主要因素,而结构的固有频率随流体速度的增大而减小.     

裂缝梁固有频率分析

结构中裂缝的存在使其局部刚度减小、阻尼增大、固有频率降低，故振动特性随之改变．利用扭曲弹簧模型对裂缝进行模拟，对工程中三种典型裂缝梁(简支梁、自由梁和悬臂梁)的前三阶固有频率的变化率与裂缝位置和深度的关系进行了计算和分析．计算结果表明：裂缝梁的边界条件不同，其振动特性就不同，固有频率的变化规律也不同．因此可以利用振动特性的变化以及固有频率的变化规律来进行损伤识别，为进一步研究无损诊断提供理论依据．     

拱肋局部特性改变对拱桥动力特性影响试验研究

针对一座服役40余年的钢筋混凝土旧拱桥进行了全面的现场检测(包括材料性能和拱桥静、动力特性).基于模型相似理论,以20∶1的几何比尺制作了单跨拱桥有机玻璃模型.为了不损坏结构的完整性,尝试利用对主拱圈局部增加质量块来模拟拱肋局部特性的变化.以大桥的动力特性作为大桥健康状况的指纹,对拱肋不同位置局部质量变化后的模型结构进行动力模型试验,得到了结构阻尼、固有频率和振型.研究表明,拱肋局部特性的变化对结构加速度放大倍数影响显著,而对模型自振频率和阻尼的影响并不明显.