本项目所属科学技术领域为金属材料腐蚀损伤技术。随着我国服役的飞机种类和数量越来越多，飞机结构所面临的腐蚀问题也更加突出，尤其是水陆两栖飞机的结构腐蚀防护问题受到了广泛的关注，采用数值模拟的方法开展飞机结构在腐蚀环境中的损伤研究是解决腐蚀问题的有效手段。本项目针对飞机主体结构常使用的铝合金，开展了局部腐蚀损伤及其对疲劳寿命影响的研究。在多尺度数值模拟结合加速试验验证的基础上，建立腐蚀损伤和疲劳寿命的关联模型，应用于飞机结构的疲劳寿命预测。项目的主要工作和创新点如下：
  （1）基于近场动力学的点蚀坑演化模拟
针对不同类型的铝合金点蚀坑的演化问题，基于近场动力学腐蚀控制方程，建立点蚀损伤预测的数值方法。根据试验观察到的不同的点蚀坑截面形貌，再现了点蚀坑形貌的演化过程。从细观到宏观尺度模拟了点蚀坑的成核和扩展，实现了跨尺度描述点蚀形貌演化规律。基于近场动力学理论的数值模拟方法为定量分析复杂点蚀坑的演化提供了有效的工具，进一步拓展了近场动力学在局部腐蚀损伤模拟的应用。
  （2）点蚀参量和疲劳寿命的关联研究
对于疲劳寿命预测问题，通过点蚀参量及其对应裂纹的扩展，实现腐蚀寿命和疲劳寿命的关联，建立了基于等效裂纹尺度的宏观疲劳寿命预测模型。在腐蚀损伤表征的基础上，得到等效初始尺寸裂纹，建立相应的断裂力学计算模型。疲劳寿命预测值相对于试验值偏保守，该关联预测模型具有工程应用价值。
  （3）关联寿命预测模型在铝合金连接结构的应用
针对机翼连接结构的关键受力部位，研究在载荷谱和环境谱循环交替作用下铝合金连接结构的断裂破坏特性。在飞行载荷作用下机翼连接结构局部应力分析的基础上，确定结构危险部位。为了反映铝合金螺栓连接结构的实际服役环境，采用环境谱和载荷谱交替循环的周期试验方法。针对周期试验后的剩余疲劳寿命，应用点蚀参量疲劳寿命关联模型开展寿命预测，同时考虑残余压应力、腐蚀和微动磨损对初始裂纹偏离螺栓孔中心线的影响。与试验结果相比，考虑裂缝位置偏离螺栓孔中心线的关联预测方法具有较高的精度。
  据估计，2023年我国的腐蚀总成本约占当年GDP的3.34%（包括损失和防腐蚀投入），总额超过2.1万亿人民币。因此研究工程结构的腐蚀机理，探究腐蚀预测模型，对经济建设有着十分重大的意义。目前，该腐蚀损伤预测模型已经被用于中国特种飞行器研究所结构腐蚀防护与控制航空科技重点试验的腐蚀损伤分析与预测工作，预测精度与传统方法相比具有较高精度，得到了行业内较高的评价。