[發明專利]復合材料在海洋大氣環境下的加速環境譜編制方法

在審

• 申請號: 201811533412.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109612915A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 劉成臣;趙連紅;張登;葉遠珩;慕仙蓮;劉元海
• 申請（專利權）人: 中國特種飛行器研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了復合材料在海洋大氣環境下的加速環境譜編制方法，包括如下步驟，步驟1：收集選定海域的海洋大氣環境數據，制定出該海域的環境譜；步驟2：確定濕熱加速老化試驗參數；步驟3，加速試驗環境當量計算。本發明確定的復合材料海洋大氣當量加速環境譜及當量關系可用于飛機的結構選材和防護體系、腐蝕關鍵結構日歷壽命試驗研究與驗證、設計與評定等。

技術領域

本發明涉及飛機環境譜編制技術領域，尤其涉及復合材料在海洋大氣環境下的加速環境譜編制方法。

背景技術

海洋環境下飛機不同于陸基飛機，其服役環境相對惡劣，一直處于高溫、高濕、高鹽分的海洋環境下；部分結構遭受鹽霧、飛濺海水以及干/濕交替循環侵蝕，腐蝕問題非常嚴重，極大的影響了飛機的結構壽命。由于自然老化試驗周期太長，為快速確定自然環境對飛機結構的腐蝕影響，需建立自然環境譜與實驗室加速環境譜的當量關系，從而，在較短時間內獲得飛機材料、防護體系在飛機停放環境下的腐蝕損傷規律。由于不同的結構/材料對環境的敏感性不同，需建立相對應的加速環境譜分析其在典型海洋環境下的腐蝕規律。國內目前在編制飛機環境譜時一般僅針對不同機型和不同環境進行區分，并未針對材料進行細分，故當前的環境譜無法體現同一環境譜對不同材料加速效果的差異。

發明內容

本發明的目的：提出復合材料在海洋大氣環境下的加速環境譜編制方法，針對復合材料編制對應的環境譜并確定當量關系。

本發明的技術方案：

復合材料在海洋大氣環境下的加速環境譜編制方法，包括如下步驟：

步驟1：收集選定海域的海洋大氣環境數據，制定出該海域的環境譜；

步驟2：確定濕熱加速老化試驗參數；

步驟3，加速試驗環境當量計算：

1)濕熱老化試驗

根據不同濕熱環境下的吸濕擴散速率或不同濕熱環境下的濕熱效應試驗給出加速吸濕老化的經驗工程公式來計算折算系數，即

式中：K為時間折算系數；T₁Φ₁為實際暴露的溫度和濕度；T₂Φ₂為加速試驗的溫度和濕度；T₂≤60℃時，C＝46.1；

2)紫外照射試驗

一個周期紫外作用時間取決于紫外試驗箱中試驗件表面上的紫外輻射強度和外場真實環境中一個暴露周期接受的紫外輻射量；當試驗箱紫外線輻射強度60W/m²，每個試驗周期所需的紫外線照射時間t為：

式中，Q'_Z為外場真實環境的暴露周期平均紫外輻射強度。

優選的，步驟1中海洋大氣環境數據包括溫、濕度和年均鹽霧譜，該海域的環境譜包括年均太陽總輻射量、年均太陽輻射強度、紫外線含量、凝露次數。

優選的，步驟2中的濕熱加速老化試驗的試驗條件為：

濕熱加速老化環境：溫度：T＝600C；相對濕度：RH＝(95～100)％；

紫外照射試驗環境條件：紫外線輻射強度：60W/m²；溫度：T＝55℃；根據選定海域日照情況及其紫外線年輻射量即可得到紫外照射加速試驗的時間。

優選的，海南海域的環境譜為：年均太陽總輻射量為Q＝4687MJ/m²，年均太陽輻射強度為Q'_Z＝306W/m²，其中紫外線含量為6.53％，凝露每次作用時間為5.5小時，年均發生凝露的次數為320次。