一种积木式飞机结构件大气腐蚀预测方法技术

技术编号:26476748 阅读:51 留言:0更新日期:2020-11-25 19:19
本发明专利技术公开了一种积木式飞机结构件大气腐蚀预测方法,通过渐进式增大试验件几何尺寸参数并逐步将试验件构型特异化,完成积木式腐蚀模型的构建与调试,最终采用积木式腐蚀模型进行整机级腐蚀仿真模拟,获得腐蚀电流分布,预测腐蚀热点位置,导出腐蚀三维几何形貌,评估机体结构腐蚀风险,其中,积木式腐蚀模型的构建包括试片级模型调试、平板级模型验证和结构件应用三部分;本发明专利技术通过试片级→模拟件级→组合件级海洋环境下“积木式”多电极耦合仿真与试验方法,将试验规模由多到少、由大到小、自下而上构成金字塔结构,通过渐进式增大试验件几何尺寸并逐步将试验件构型特异化,实现对飞机机体结构完整性的评估分析和试验验证,既提高了腐蚀仿真模拟的可用性和准确性,保证了型号项目的研究质量,又最大程度地降低了试验的时间与费用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种积木式飞机结构件大气腐蚀预测方法
本专利技术涉及飞机腐蚀预测和金属大气腐蚀
,尤其涉及一种积木式飞机结构件大气腐蚀预测方法。
技术介绍
海洋环境下服役飞机经常遭受高温、高湿和高盐雾的“三高”环境影响,结构腐蚀相较于内陆更为严重。对于飞机外表面,除降雨、降雪或飞机清洗等人为因素造成局部积水会产生浸泡状态下的腐蚀外,机体结构的腐蚀基本处于大气腐蚀状态。通过对沿海现役飞机局部环境的调研发现,飞机结构内部的位置不同,其腐蚀环境也不同:结构底部区域,易于积水,溶液NaCl浓度大导致电导率高,金属发生浸泡腐蚀;结构顶部区域,积水概率低,金属主要发生大气腐蚀;结构中部区域,有积水的可能性,金属主要发生大气腐蚀或浸泡腐蚀。金属大气腐蚀的本质是不同厚度薄液膜状态下的电化学腐蚀,与溶液中的腐蚀有很大区别,这主要是由于薄液膜厚度的变化影响了电极反应的传质过程,如溶解氧的扩散、腐蚀产物的积聚等,进而对大气腐蚀的速度产生显著影响。自然环境中的液膜受到多变气相环境影响,在低湿度环境中液膜会由于挥发而减薄,在高湿度环境中液膜会由于水汽凝聚而增厚,液膜厚度呈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种积木式飞机结构件大气腐蚀预测方法,其特征在于:包括以下步骤:/nStep1、渐进式增大试验件几何尺寸参数并逐步将试验件构型特异化,完成积木式腐蚀模型的构建与调试;/n具体过程如下:/n1.1、试片级模型调试,腐蚀预测模型初步构建;/n具体为:/ns101:基于飞机实际服役环境条件,对试片级试验件进行电化学腐蚀试验,获取试片级试验件仿真模型的基础数据;试片级试验件仿真模型的基础数据包括单一材料的极化数据、异种材料间的电偶电流和电偶电位;/ns102:创建仿真对象的数字化几何模型;/ns103:以单一材料的极化数据作为模型仿真边界条件的元数据,基于壳电流分布初步构建腐蚀预测模型;/ns10...

【技术特征摘要】
1.一种积木式飞机结构件大气腐蚀预测方法,其特征在于:包括以下步骤:
Step1、渐进式增大试验件几何尺寸参数并逐步将试验件构型特异化,完成积木式腐蚀模型的构建与调试;
具体过程如下:
1.1、试片级模型调试,腐蚀预测模型初步构建;
具体为:
s101:基于飞机实际服役环境条件,对试片级试验件进行电化学腐蚀试验,获取试片级试验件仿真模型的基础数据;试片级试验件仿真模型的基础数据包括单一材料的极化数据、异种材料间的电偶电流和电偶电位;
s102:创建仿真对象的数字化几何模型;
s103:以单一材料的极化数据作为模型仿真边界条件的元数据,基于壳电流分布初步构建腐蚀预测模型;
s104:采用腐蚀预测模型对试片级试验件进行腐蚀仿真计算,获取腐蚀仿真结果;腐蚀仿真结果包括电偶电流、电偶电位;
s105:通过对比试片级试验件的腐蚀试验结果与腐蚀仿真结果,对腐蚀预测模型进行调试;
1.2、平板件级模型验证,筛选以静态液膜反应干湿循环腐蚀情况的液膜厚度值;
具体为:
s201:按照飞机机体中搭接结构实际样式制作平板模拟件;
s202:基于飞机实际服役环境条件,使用平板模拟件进行腐蚀试验;
s203:采用步骤1.1所得腐蚀预测模型对平板模拟件进行腐蚀仿真试验;
s204:将平板级模拟件的腐蚀试验结果与腐蚀仿真结果进行对比;对比内容包括腐蚀形貌、腐蚀深度、腐蚀速率;
s205:优化调试腐蚀预测模型参数,筛选出能够以静态液膜反映干湿循环腐蚀情况的液膜厚度值;
1.3、组合件级应用效果对比,获取应用效果对比结果;
具体为:
s301:基于飞机实际服役环境条件,对组合模拟件进行腐蚀试验,获得腐蚀试验结果;
s302:采用步骤1.2所得的腐蚀预测模型,对组合模拟件进行腐蚀仿真计算,获得腐蚀仿真结果;
s303:对比腐蚀试验结果和腐蚀仿真结果,对比内容包括宏观/微观形貌、腐蚀热点位置及细节腐蚀深度;
1.4、模型优化调试,筛选应用效果对比结果最佳的模型为积木式腐蚀模型;
S...

【专利技术属性】
技术研发人员:王安东黄海亮张勇卞贵学陈跃良
申请(专利权)人:中国人民解放军海军航空大学青岛校区
类型:发明
国别省市:山东;37

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