含紧固孔腐蚀长桁结构的疲劳裂纹扩展规律

黎 松,邹田春

(中国民航大学安全科学与工程学院,天津 300300)

空客A320飞机舱底长桁结构在服役过程中长期经受积水、污垢和液压油等环境的影响,会产生严重的结构腐蚀。飞机运行时,在复杂载荷的作用下,疲劳裂纹易从腐蚀坑处萌生并扩展,因此,腐蚀的存在会严重影响飞机铝合金结构的完整性,造成结构强度降低及剩余寿命缩短,从而威胁飞行安全。含腐蚀损伤的金属材料的疲劳损伤过程可分为四个阶段:表面薄膜破裂、腐蚀坑扩展、腐蚀坑-裂纹过渡和裂纹扩展[1]。目前,通过疲劳损伤位置的裂纹扩展情况对结构件进行剩余寿命分析是腐蚀材料疲劳研究的焦点问题之一[2-9]。

当前,国内外已开展了大量含腐蚀损伤材料的疲劳试验,得到了各种材料在不同腐蚀环境中的裂纹扩展退化规律,形成两种常用的评估飞机含腐蚀损伤结构件的疲劳裂纹扩展方法。一种是从宏观角度考虑腐蚀环境影响的名义应力法,以腐蚀影响系数作为腐蚀环境对材料疲劳影响衰减规律的表征。KOVALOV等[2]开发了一种通用的腐蚀材料疲劳模型,用于预测含腐蚀损伤金属材料在飞行载荷下的疲劳裂纹扩展速率。CHEMIN等[3]采用飞行模拟频谱和战斗机疲劳载荷标准在空气和盐水环境中进行变幅试验,研究了环境对裂纹扩展寿命的影响。贾明明等[4]通过统计学理论提出预腐蚀LD10CS铝合金疲劳裂纹扩展速率的可靠性模型。张海威等[5]建立了基于均匀分布耦合损伤形式的腐蚀/疲劳交替裂纹扩展寿命计算模型。……