A4铝合金锻件腐蚀环境低周疲劳性能试验研究

论文摘要

近年来，因环境导致的飞机结构损伤已越来越引起航空界的关注。尤其是在沿海一带服役的飞机，环境引起的腐蚀十分严重。因此研究材料在腐蚀环境下低周疲劳行为非常有必要，对飞机结构的耐久设计将具有非常深远的意义。目前国内关于材料在腐蚀环境低周疲劳性能研究数据很少，这是由于介质具有腐蚀性，对试验设备、试样、试验环境及人员都有很高要求，试验难度很大，试验成功者廖廖无几。而本课题对A4铝合金锻件成功进行腐蚀环境下低周疲劳试验，不但为这类材料在腐蚀环境下低周疲劳寿命预测提供参考，而且为业内提供了一套完整可行的材料在腐蚀环境下的低周疲劳测试技术，从而使国内此项技术向国际迈进一大步。本论文研究了A4铝合金锻件在试验室空气、湿空气（RH≥90％）、3.5％NaCl盐雾和3.5％NaCl盐雾+SO2四种环境下低周疲劳性能，分析比较了A4铝合金锻件在四种环境下应变．寿命曲线及循环应力-应变曲线，并且分析了A4铝合金锻件空气环境和腐蚀环境下低周疲劳试样断口。采用最通用的疲劳估算方法拟合出了A4铝合金锻件四种环境的低周疲劳参数和循环应力一应变曲线以及低周疲劳寿命曲线。试验结果表明：在相同的应变下，空气环境中的低周疲劳寿命比湿空气的略长；湿空气的寿命比3.5％NaCl盐雾和3.5％NaCl盐雾+SO2都长；3.5％NaCl盐雾的寿命与3.5％NaCl盐雾+SO2的寿命基本接近。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 腐蚀环境低周疲劳试验研究概况
• 1.3 本课题的研究方法和内容
• 1.4 低周疲劳基本理论
• 1.4.1 滞后回线
• 1.4.2 循环硬化与循环软化
• 1.4.3 循环应力─应变曲线
• 1.4.4 应变─寿命曲线
• 1.5 疲劳过程及机理
• 第2章 试验材料和试验方法
• 2.1 试验内容
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 材料规格和热处理状态
• 2.2.2 材料力学性能
• 2.2.3 试样形状和试样数量
• 2.2.4 试样装配
• 2.2.5 试样预处理
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 试验设备及装置
• 2.3.2 试验环境
• 2.3.3 试验参数
• 2.4 试验数据的获得及处理
• 2.4.1 数据获得
• 2.4.2 数据处理
• 2.5 试验要求
• 2.5.1 试验设备要求
• 2.5.2 试验程序要求
• 第3章 试验设计要点
• 3.1 试样
• 3.1.1 试样设计
• 3.1.2 试样安装
• 3.1.3 试样失效判断
• 3.2 试验装置
• 3.2.1 腐蚀盒的设计
• 3.2.2 进气管的装配
• 3.2.3 引伸计的标定与安装
• 3.3 试验环境
• 3.3.1 腐蚀介质的制备
• 3.3.2 注意事项
• 3.4 试验参数
• 3.4.1 应变控制方式
• 3.4.2 加载频率
• 3.4.3 循环波形
• 第4章 试验结果、分析及讨论
• 4.1 空气环境试验结果
• 4.1.1 试验数据
• 4.1.2 单调拉伸与循环应力─应变曲线
• 4.1.3 应变─寿命曲线
• 4.2 湿空气环境试验结果
• 4.2.1 试验数据
• 4.2.2 单调拉伸与循环应力─应变曲线
• 4.2.3 应变─寿命曲线
• 4.3 盐雾环境试验结果
• 4.3.1 试验数据
• 4.3.2 单调拉伸与循环应力─应变曲线
• 4.3.3 应变─寿命曲线
• 2环境试验结果'>4.4 盐雾+SO₂环境试验结果
• 4.4.1 试验数据
• 4.4.2 单调拉伸与循环应力─应变曲线
• 4.4.3 应变-寿命曲线
• 4.5 试验结果分析及讨论
• 4.6 断口分析
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果