2021-KJ-2-015海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀防护设计技术研究

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2021-KJ-2-015海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀防护设计技术研究

日期：2021年12月26日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2021-KJ-2-015
获奖项目名称：	海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀防护设计技术研究
第一完成单位：	中国特种飞行器研究所
项目联系人：	赵连红
联系人电话：	18120388818
联系人邮箱：	zhaolianhongmail@163.com
项目简介：
主要内容：以军用飞机整体结构损伤容限性能提升和结构减重为出发点。结合先进选择性增强结构能有效增加金属结构局部区域的传递路径，减小局部区域的应力水平，阻止金属结构裂纹扩展等优越损伤容限性能，在海洋环境下开展先进选择性增强结构的腐蚀防护设计研究，从胶接设计技术、腐蚀防护体系设计、防腐蚀密封设计及试验验证等技术方面开展先进选择性增强结构腐蚀防护设计与验证研究，建立先进选择性增强结构腐蚀防护设计准则，形成先进选择性增强结构海洋环境下试验室加速环境试验验证方法，解决先进选择性增强结构金属胶接复合材料的易腐蚀问题，提高海洋腐蚀环境下先进增强结构的腐蚀防护性能，加快推进先进选择性增强结构在军用飞机上的工程化应用程度。主要研究内容如下： 1.基于有限元仿真分析的选择性增强结构设计按照先进选择性增强结构金属胶接复合材料的结构特点，开展先进选择性增强结构典型材料性能测试与分析研究，建立增强结构有限元分析模型，确定增强带材料性能、结构形成、外形尺寸对选择性增强结构性能的影响规律，形成基于有限元仿真分析的选择性增强结构设计方法。 2.腐蚀环境下先进选择性增强结构胶接设计研究开展典型材料表面性能及胶接工艺的耐久性胶接设计方法研究，建立先进选择性增强结构典型金属基体的表面处理方式、胶接固化参数、胶接固化程序对胶接耐久性的影响规律，确定胶接参数，形成先进选择性增强结构胶接固化及温度控制曲线。形成先进选择性增强结构材料表面性能及胶接工艺的耐久性胶接设计方法。 3.海洋环境下腐蚀防护体系设计方法研究针对海洋环境下的腐蚀防护问题，从现役海军型飞机常用防护体系着手，开展海洋环境下腐蚀防护体系设计方法研究，建立海洋环境下选择性增强结构防护体系，研究结构形式、环境类型对防护体系的影响，形成海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀防护体系设计方法 4.选择性增强结构防护体系应用与性能验证试验开展先进选择性增强结构在飞机的应用研究，采用积木式试验方法验证先进选择性增强结构防护体系性能，形成先进选择性增强结构海洋环境下试验室加速环境试验验证方法，建立先进选择性增强结构腐蚀防护设计准则。特点：海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀防护设计技术研究填补国内空白，针对选择性增强结构金属胶接复合材料形式，从结构设计、胶接工艺、防护体系、密封设计及试验验证等技术方面全方位成体系提出腐蚀防护措施，降低金属/复合材料的电化学腐蚀倾向，有效解决了海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀老化的问题，形成海洋环境下先进选择性增强结构防护体系和验证方法，建立先进选择性增强结构腐蚀防护设计准则，加快推进先进选择性增强结构在军用飞机上的工程化应用程度。应用推广情况：海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀防护设计技术研究，有效解决了海洋环境下先进选择性增强结构腐蚀老化的问题，实现了增加局部区域的传递路径，减小局部区域的应力水平，提高该区域的疲劳和损伤容限性能，本项目研发的胶接工艺，已在某水上飞机中央上壁板和某战斗机右翼翼根蒙皮等结构修复中应用，应用部位无腐蚀失效现象，防护效果显著，建立先进选择性增强结构腐蚀防护设计准则，已经在飞机复合材料修补、型号典型结构耐腐蚀性能考核，金属胶接复合材料的腐蚀防护工作中得到推广应用。