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高强度铝合金腐蚀疲劳机理与腐蚀疲劳全寿命工程模型

作　者: 沈海军
导　师: 吕国志
学　校: 西北工业大学
专　业: 固体力学
关键词: 腐蚀疲劳高强度铝合金腐蚀疲劳机理腐蚀疲劳试验疲劳裂纹扩展寿命模型疲劳裂纹初始长度疲劳裂纹形成寿命模型腐蚀疲劳全寿命模型
分类号: TG178
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
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内容摘要

腐蚀疲劳是结构在交变载荷和腐蚀环境共同作用下的一种失效形式。据有关资料统计，飞机结构中有半数以上的破坏与腐蚀或腐蚀疲劳有关。可见，腐蚀疲劳有着巨大的普遍性和危险性。本文针对高强度铝合金／Nacl溶液这一航空领域的典型体系，主要开展了高强度铝合金腐蚀疲劳机理、高强度铝合金腐蚀疲劳试验，以及腐蚀疲劳全寿命工程模型研究等几个方面的工作。（1）高强度铝合金腐蚀疲劳机理对7475-T761高强度铝／Nacl溶液体系的裂尖（或试件缺口）／腐蚀环境体系力学—电化学性能进行了测试；利用所测的高强度铝合金力学—电化学特性数据，对高强度铝合金腐蚀疲劳过程中的局部环境腐蚀进行了定量分析；在此基础上，对高强度铝合金的腐蚀疲劳机理作了进一步探讨。研究结果表明，高强度铝合金／盐水体系低周疲劳裂纹形成机理为材料的脆化机制和轻微腐蚀；高强度铝腐蚀疲劳裂纹扩展机理主要为材料的脆化机制。（2）高强度铝合金腐蚀疲劳试验研究了不同腐蚀介质、紧固孔型、加载频率对高强度铝合金腐蚀疲劳构件腐蚀疲劳寿命的影响，以及环境、力学因素对高强度铝合金腐蚀疲劳影响的相关性；试验还为本文的腐蚀疲劳全寿命模型的有效性验证工作提供了试验数据。（3）腐蚀疲劳全寿命工程模型结合试件缺口根部的应力应变分析、能量释放，以及局部环境腐蚀的定量分析，发展了一种可客观确定裂纹初始长度的腐蚀疲劳裂纹形成寿命模型；结合裂尖应力应变分析、能量释放，以及高强度铝合金腐蚀疲劳裂纹扩展机理，发展一种腐蚀疲劳裂纹扩展寿命模型；把上述的疲劳裂纹形成寿命模型和疲劳裂纹扩展模型结合起来，形成一种腐蚀疲劳全寿命工程模型。最后，本文还给出了一种基于空气环境及环境转换因子的腐蚀疲劳全寿命分析方法。计算结果表明，本文的腐蚀疲劳全寿命工程模型是有效的，具有经济性和实用性。本文将腐蚀疲劳机理、腐蚀疲劳试验和疲劳全寿命分析模型三方面的研究有机地结合起来，形成了一种分析腐蚀疲劳问题的研究思路，同时也为腐蚀疲劳耐久性和损伤容限评定提供了实用的分析方法。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-10
第一章绪论  10-23
  1．1 引言  10-12
  1．2 高强度铝合金腐蚀疲劳机理的研究现状  12-17
  1．3 （腐蚀）疲劳寿命分析模型的研究现状  17-21
  1．4 研究现状的分析  21-22
  1．5 本文的研究对象与工作  22-23
参考文献  23-27
第二章高强度铝合金腐蚀疲劳环境局部腐蚀的定量分析及其腐蚀疲劳机理  27-43
  2．1 高强度铝合金腐蚀力学—电化学测试  27-35
  2．2 高强度铝合金腐蚀疲劳阳极溶解的定量分析及其腐蚀疲劳机理  35-43
  2．3 本章小结  43
参考文献  43-45
第三章高强度铝合金腐蚀疲劳试验  45-62
  3．1 试验目的  45
  3．2 试验技术要求  45-46
  3．3 试验件  46-48
  3．4 试验安排  48
  3．5 试验中有关问题的一些说明  48-54
  3．6 试验结果及其分析  54-61
  3．7 本章小结  61-62
参考文献  62-64
第四章腐蚀疲劳全寿命工程模型及其应用  64-91
  4．1 缺口根部初始裂纹长度与裂纹形成寿命工程模型及其应用  64-72
  4．2 疲劳裂纹扩展工程模型及其应用  72-80
  4．3 腐蚀疲劳全寿命工程模型应用实例  80-86
  4.4 本章小节  86-91
参考文献  91-89
第五章总结与展望  89-92
  5．1 本文工作的总结  89-90
  5．2 今后工作的展望  90-92
参考文献  92-91
致谢  91-93
附录1  93-96
附录2  96

高强度铝合金腐蚀疲劳机理与腐蚀疲劳全寿命工程模型

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