[发明专利]复合材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法

说明书

本发明公开了复合材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法，包括如下步骤，步骤1：收集选定海域的海洋大气环境数据，制定出该海域的环境谱；步骤2：确定湿热加速老化试验参数；步骤3，加速试验环境当量计算。本发明确定的复合材料海洋大气当量加速环境谱及当量关系可用于飞机的结构选材和防护体系、腐蚀关键结构日历寿命试验研究与验证、设计与评定等。

技术领域

本发明涉及飞机环境谱编制技术领域，尤其涉及复合材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法。

背景技术

海洋环境下飞机不同于陆基飞机，其服役环境相对恶劣，一直处于高温、高湿、高盐分的海洋环境下；部分结构遭受盐雾、飞溅海水以及干/湿交替循环侵蚀，腐蚀问题非常严重，极大的影响了飞机的结构寿命。由于自然老化试验周期太长，为快速确定自然环境对飞机结构的腐蚀影响，需建立自然环境谱与实验室加速环境谱的当量关系，从而，在较短时间内获得飞机材料、防护体系在飞机停放环境下的腐蚀损伤规律。由于不同的结构/材料对环境的敏感性不同，需建立相对应的加速环境谱分析其在典型海洋环境下的腐蚀规律。国内目前在编制飞机环境谱时一般仅针对不同机型和不同环境进行区分，并未针对材料进行细分，故当前的环境谱无法体现同一环境谱对不同材料加速效果的差异。

发明内容

本发明的目的：提出复合材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法，针对复合材料编制对应的环境谱并确定当量关系。

本发明的技术方案：

复合材料在海洋大气环境下的加速环境谱编制方法，包括如下步骤：

步骤1：收集选定海域的海洋大气环境数据，制定出该海域的环境谱；

步骤2：确定湿热加速老化试验参数；

步骤3，加速试验环境当量计算：

1)湿热老化试验

根据不同湿热环境下的吸湿扩散速率或不同湿热环境下的湿热效应试验给出加速吸湿老化的经验工程公式来计算折算系数，即

式中：K为时间折算系数；T₁Φ₁为实际暴露的温度和湿度；T₂Φ₂为加速试验的温度和湿度；T₂≤60℃时，C＝46.1；

2)紫外照射试验

一个周期紫外作用时间取决于紫外试验箱中试验件表面上的紫外辐射强度和外场真实环境中一个暴露周期接受的紫外辐射量；当试验箱紫外线辐射强度60W/m²，每个试验周期所需的紫外线照射时间t为：

式中，Q'_Z为外场真实环境的暴露周期平均紫外辐射强度。

优选的，步骤1中海洋大气环境数据包括温、湿度和年均盐雾谱，该海域的环境谱包括年均太阳总辐射量、年均太阳辐射强度、紫外线含量、凝露次数。

优选的，步骤2中的湿热加速老化试验的试验条件为：

湿热加速老化环境：温度：T＝600C；相对湿度：RH＝(95～100)％；

紫外照射试验环境条件：紫外线辐射强度：60W/m²；温度：T＝55℃；根据选定海域日照情况及其紫外线年辐射量即可得到紫外照射加速试验的时间。

优选的，海南海域的环境谱为：年均太阳总辐射量为Q＝4687MJ/m²，年均太阳辐射强度为Q'_Z＝306W/m²，其中紫外线含量为6.53％，凝露每次作用时间为5.5小时，年均发生凝露的次数为320次。