書籍簡介
本書重點闡述了海軍飛機結構腐蝕防護與控制綜合設計技術,部分涉及直接或間接相關的其他技術(如耐久性、損傷容限等),主要內容為海軍飛機的使用環境及環境/載荷譜編制、結構腐蝕與控制、常用材料腐蝕特性及限用要求、表面防護技術選擇、通風、排水、防腐蝕密封與維修性設計、典型零組件與特殊結構/機構腐蝕防護與控制設計以及腐蝕試驗、腐蝕損傷工程評估方法、使用維護和腐蝕損傷修理與檢測、生產製造過程中的腐蝕控制,並給出了大量可供借鑑的設計範例。編輯推薦
《海軍飛機結構腐蝕控制及強度評估》是由國防工業出版社出版的。作者簡介
陳躍良,男,1962年出生,浙江東陽人畢業於西北工業大學固體力學專業,博士、現為海軍航空工程學院青島分院教授、博士生導師,先後當過教研室副主任、主任任航空學會失效分析分會委員,力學學會疲勞與斷裂組成員,海軍院校職稱評審,國家自然乾斗學基金評審專家,航空科學基金評審專家,教育部學位與研究生教育評估專家,航空學報特邀審稿人曾任全軍武器裝備科技進步獎海軍組評審專家在國內外學術刊物上發表論文80餘篇,出版學術專著與教材7本,獲軍隊科技進步二等獎、三等獎9項榮獲全軍教書育人銀獎一次、全軍優秀專業技術人才崗位二類津貼3次,榮立三等功2次海軍航空工程學院教學名師。主要研究領域:結構損傷、疲勞與斷裂;強度理論和安全評定準則;腐蝕防護及控制等目錄
第1章概述1.1海軍飛機易腐蝕的部位、材料和主要腐蝕類型
1.1.1海軍飛機腐蝕的一般規律
1.1.2海軍飛機易腐蝕的部位和結構形式
1.1.3海軍飛機易受腐蝕的材料
1.1.4主要的腐蝕類型
1.2腐蝕的一般機理及影響因素
1.2.1腐蝕的定義
1.2.2腐蝕的一般機理
1.2.3腐蝕的影響因素
1.3研究海軍飛機結構腐蝕控制與防護的重要性
1.4飛機腐蝕防護與控制及發展趨勢
第2章海軍飛機的使用環境譜
2.1地面停放環境譜的編制
2.1.1選取環境要素
2.1.2建立環境資料庫
2.1.3環境要素的篩選
2.1.4編制地面停放環境譜
2.2典型結構地面局部環境譜的編制
2.2.1局部環境譜的定義
2.2.2局部環境譜的編制
2.3空中飛行環境譜的編制
2.3.1空中腐蝕環境要素隨高度變化規律
2.3.2飛行中飛機結構的熱環境
2.3.3空中飛行環境譜
2.4停放一飛行一停放環境譜和載荷/環境譜
2.4.1停一飛一停環境譜
2.4.2載荷/環境譜
第3章海軍飛機結構腐蝕檢測與監控
3.1飛機結構腐蝕的重點檢查部位
3.2腐蝕的檢查方法
3.2.1基本檢測方法
3.2.2無損檢測方法
3.3腐蝕的NDI能力評估
3.3.1腐蝕度量
3.3.2腐蝕試樣的選擇和設計
3.4海軍飛機結構腐蝕資料庫
3.4.1腐蝕資料庫的建立
3.4.2監控網路的建立與管理
第4章含蝕孔損傷飛機結構剩餘強度分析
4.1含蝕孔飛機結構腐蝕容限分析方法
4.1.1腐蝕容限定義
4.1.2靜強度腐蝕容限
4.1.3疲勞壽命要求對應的腐蝕損傷容限
4.1.4機翼前梁腐蝕損傷容限
4.2含多蝕孔飛機機翼前梁結構剩餘強度分析
4.2.1計算模型與方法
4.2.2不同蝕孔位置對梁剩餘強度的影響
4.2.3蝕孔間距對梁剩餘強度的影響
4.2.4蝕孔的不同排列順序對梁剩餘強度的影響
4.2.5多孔蝕對飛機結構剩餘強度的影響規律
4.3含蝕孔飛機蒙皮搭接件結構應力變化分析
4.3.1有限元計算模型
4.3.2計算結果分析
4.3.3含半球形蝕孔分析
4.3.4含橢球形蝕孔分析
4.3.5蝕孔對飛機搭接結構完整性影響分析
4.4蝕孔損傷飛機結構強度評估結論
第5章含多處損傷飛機結構應力強度因子有限元分析
5.1MSD對飛機結構完整性的影響
5.2多裂紋應力強度因子的研究方法
5.3單加筋平板結構有限元分析
5.3.1結構模型
5.3.2有限元模型與格線的劃分
5.3.3材料屬性
5.3.4最佳組合的確定
5.4含MSD雙筋條加筋板結構有限元分析
5.4.1研究對象與有限元模型
5.4.2算法的有效性
5.4.3平板MSD裂紋對SIF的影響
5.4.4腐蝕對sIF的影響
5.4.5鉚釘與孑L間干涉配合對SIF的影響
5.4.6鉚釘材料和直徑對SIF的影響
5.4.7筋條剛度及其MSD對平板裂紋SIF的影響
5.5基於SIF數值結果的三筋條加筋板剩餘強度計算
5.6含MSD搭接件結構有限元分析
5.6.1結構模型
5.6.2有限元模型與格線劃分
5.6.3計算結果與分析
5.6.4基於力學的MSD裂紋檢測方法
5.6.5基於sIF數值結果的含MSD搭接結構剩餘強度計算
5.7MSD對飛機結構應力強度因子的影響分析
第6章枕墊效應對飛機腐蝕搭接件完整性的影響
6.1搭接件腐蝕機理分析
6.2枕墊效應數學模型
6.2.1基本假設
6.2.2數學模型的推導
6.3有限元模型
6.3.1有限元模型尺寸的確定
6.3.2有限元模型枕墊應力的確定
6.4多鉚釘搭接件枕墊應力分析
6.4.1結構模型與研究對象
6.4.2有限元模型與格線的劃分
6.4.3應力強度因子的計算
6.4.4計算結果與分析
6.5搭接件枕墊應力算例分析
6.6枕墊效應對搭接件完整性影響分析
第7章飛機腐蝕結構疲勞全壽命工程評估
7.1初始不連續狀態
7.1.1初始不連續狀態的計算
7.1.2初始不連續狀態分布規律
7.2飛機腐蝕結構全壽命評估
7.2.1點蝕模型
7.2.2縫隙腐蝕模型
7.2.3剝蝕模型
7.3全壽命工程評估主要結論
第8章海軍飛機結構腐蝕與防護
8.1海軍飛機結構腐蝕防護選擇原則
……
第9章海軍飛機結構腐蝕修理
第10章預防海軍飛機結構腐蝕的外場維護方法
第11章微弧氧化技術在飛機結構腐蝕控制中的套用
參考文獻
序言
腐蝕對飛機結構完整性的影響越來越受到重視,飛機結構腐蝕與控制的重要意義已被廣大航空技術人員和管理人員所認識。飛機結構腐蝕控制與強度評估是保證飛行安全的前提之一。
本書在對飛機結構主體材料腐蝕基本概念和基礎理論闡述的基礎上,參考國內外大量文獻,結合作者及研究小組多年研究成果,系統介紹了沿海環境下使用的軍用飛機結構腐蝕的類型、特徵、機理、影響因素,重點介紹了海軍飛機結構典型腐蝕損傷形態,腐蝕環境譜的編制方法,點蝕、多處損傷、枕墊效應等對飛機結構強度的影響分析;提出了針對鋁合金構件的基於初始不連續狀態的飛機結構全壽命工程評估方法;較為系統地分析了外場飛機結構腐蝕預防方法;簡要介紹了本研究小組近10年來,將微弧氧化技術套用到飛機結構鋁、鎂合金腐蝕控制的研究結論。
本書具有以下特點:將腐蝕控制與強度評估有機結合起來,對飛機結構完整性、耐久性分析具有較好的參考作用;對飛機腐蝕控制具有一定的指導作用。
參加本書編寫的人員有海軍航空工程學院青島分院的陳躍良(第2章、第3章、第4章、第5章、第6章、第7章、第11章)、金平(第1章、第9章、第10章)、郁大照(第5章、第6章)、卞貴學(第7章)、張勇(第11章),海軍航空工程套用所林典雄(第8章、第10章)。全書由陳躍良負責統稿。
文摘
1.1海軍飛機易腐蝕的部位、材料和主要腐蝕類型
民航飛機飛行強度大,飛行區域範圍大,機場停留時間相對較短,一般是進口飛機;空軍飛機一般在內陸較多,海軍飛機大多在沿海,軍用飛機與民用飛機相比腐蝕相對嚴重。海軍飛機比空軍飛機腐蝕相對嚴重。生活中有這樣的情況,一輛嶄新的腳踏車,若一直停放在青島海邊,很快就會腐蝕,鋼圈會銹得面目全非;同樣的地點若是經常使用的腳踏車,腐蝕就會輕些。
1.1.1海軍飛機腐蝕的一般規律
(1)沿海使用的飛機腐蝕比內陸的嚴重,離海岸越近越嚴重;大氣污染嚴重地區的飛機腐蝕比其他的地區嚴重;南方沿海的飛機腐蝕比其他沿海地區的嚴重。例如,某型飛機,南方和東部沿海地區發生嚴重腐蝕的飛機分別占被檢查飛機的46.7%和40.3%,而北方沿海地區的僅有一些老舊飛機發生了腐蝕。
(2)飛機在多雨水、多鹽霧或空氣濕度大、溫度高的地區腐蝕比較嚴重。例如,某型飛機,其中兩處機場雖然大氣污染較嚴重,但空氣比較乾燥,飛機表面漆層僅輕微脫落,而另外在某地區(鹽霧天氣較多的鹽鹼地區)服役的飛機表面漆層均有程度不同的脫落。
(3)服役日曆年限長的飛機腐蝕比服役時間短的嚴重。
(4)連續停放時間長的飛機腐蝕比經常使用和維護的嚴重。例如,有的×型飛機連續停放時間最長達8年之久,腐蝕相當嚴重,如圖1-1所示。
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