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飞机结构受使用特点和使用环境的影响,在服役过程中普遍发生腐蚀现象,影响了飞机使用寿命和寿命期内的可靠性。本文主要开展了飞机铝合金结构腐蚀损伤随服役年限变化规律的研究以及铸镁合金结构新型腐蚀防护体系海于洋环境下耐蚀性研究。
文章首先介绍了影响飞机结构腐蚀的环境因素,并对主要影响环境因素按时间历程进行统计分析,编制了典型机场环境谱。在此基础上,根据实测获得的某型飞机多个结构的局部温、湿度环境数据,采用模糊聚类方法对飞机结构类型进行归并,当模糊矩阵R*阈值λ=0.7时,飞机结构类型归并为三类,分别称为开式、半开式、封闭式结构。进而对实测的局部结构温、湿度数据使用回归法建立典型结构温、湿度回归预测数学模型,根据模型对机场环境谱进行修正计算编制了飞机典型结构局部环境谱。
文章其次根据腐蚀当量关系原理,对局部环境谱进行适当加速,编制了适用于工程应用的加速试验谱。分别根据加速试验谱和标准EXCO溶液进行飞机铝合金材料的浸泡加速腐蚀试验,对不同腐蚀周期的腐蚀损伤深度进行测量以及腐蚀形貌观测,得到了两种试验的不同腐蚀周期腐蚀损伤深度数据。
根据获得的腐蚀试验数据和腐蚀等效原则,文章以铝合金材料为例进行飞机结构腐蚀评估技术研究:(1)、获得了EXCO溶液浸泡腐蚀与机场环境下大气腐蚀的当量因子为α1=4.23;(2)、获得了当量环境谱溶液浸泡腐蚀与机场环境大气腐蚀的当量因子8≤α2≤9.6;(3)、建立了不同环境下飞机铝合金材料腐蚀动力学规律,得到了典型机场环境下飞机铝合金构件腐蚀损伤动力学规律为:D=0.25+0.16T,R=0.99,D为材料腐蚀深度,T为飞机服役年限,R为相关系数;(4)、建立了机场环境下飞机铝合金材料腐蚀损伤的BP神经网络预测模型;(5)、提出了EXCO溶液浸泡加速腐蚀试验+神经网络预测模型+当量因子组合法进行飞机结构腐蚀损伤评估。
文章最后针对飞机铸镁合金结构材料在机场环境下耐蚀性较差的问题开展其表面微弧氧化防护体系于海洋环境下耐腐蚀性试验,试验结果表明微弧氧化防护体系于海洋环境下具有优良的耐蚀性能,能够满足铸镁合金材料在海洋环境下长期服役的要求。并通过不同防护体系的结构连接件耐蚀性对比试验,优选了5种防腐蚀效果良好的铸镁合金连接件典型设计形式,为微弧氧化工艺工程应用于飞机铸镁合金结构的腐蚀防护奠定基础。