第八章 复合材料结构耐久性损伤容限设计4-4

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1、第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页课题第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）目的与要求复合材料制件的敏感环境因素克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法主要补工艺方法材料制作过程重点复合材料制件的敏感环境因素克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法难点克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法教具复习提问克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法主要补工艺方法新知识点考查克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法布置作业课堂布置课后回忆克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法？备注教员张颖

2、云第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页1.湿热、腐蚀环境的设计考虑1.1.特殊环境1.1.1环境耐久性设计的目的l提高复合材料抵抗环境的能力，包括抗腐蚀性、抗磨损型、抗疲劳性/环境影响损伤等；l降低复合材料制件的维修费用，包括简化维修程序、减少维修人员、缩短维修周期等。1.1.2飞机运行的环境l载荷外环境²机动载荷²突风载荷l对完整性有影响的总体环境²温度²湿度²雷击²砂石²冰雹²雨雪²阳光²大气l局部环境²燃油²润滑油²清

3、洁剂1.1.3复合材料所遭受的环境因素l环境的强度l出现的频率l持续的时间l发生的次序第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页1.1.1针对复合材料提出的要求l机构设计的要求²选材²选型²详细设计中的周围零件的要求²实验验证阶段的折中数据l零部件的赋役区域²赋役区域²飞行范围²使用任务²结构状态1.1.复合材料结构设计中必须考虑的环境1.2.1湿热环境l主要因素²温度²复合材料的吸湿量l环境分类²干冷气温低，年均气温低于10℃，降雨量少，年均相对湿度大于80%的小时数不大于500h

4、，工业污染较少，空气中腐蚀介质含量低，没有中型以上的化学工业区。典型区域有，西藏、青海、宁夏、新疆、吉林以及黑龙江的大部分区域等。²基本（湿和环境区）气温适中，年均气温低于15℃，降雨量适中，比较干燥，年均相对湿度大于80%的小时数不大于3000h，工业污染较严重，空气中腐蚀介质含量比较高，有大、中型化学工业区。典型区域有西安、郑州、北京、沈阳。²内陆湿热气温较高，年均气温低于15～20℃之间，降雨量较大，露日数和雾日数较多，空气潮湿，年均相对湿度大于80%的小时数不大于4000h，工业污染较严

5、重，空气中害介质含量高，该环境区气候基本上属第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页于亚热带湿润型气候，有大型以上的化学工业区。典型区域有重庆、武汉、长沙、广州、南京。²湿和沿海气温适中，年均气温低于15℃，降雨量大，空气潮湿，风大，空气中盐含量大，盐雾沉淀量大，工业污染较严重，空气中腐蚀介质含量比较高，有大、中型化学工业区。典型区域有青岛、厦门、沿海区域²湿热沿海气温高，年均气温大于20℃，其他情况与温和沿海环境区相似。典型区

6、域有海南沿海区域。1.2.1冲击环境1.2.2老化环境l湿热环境l腐蚀性液体²燃油²液压油²防冻液l紫外线辐射l风化l砂蚀l雨蚀1.1.湿热环境效应计设计考虑1.1.1.湿热环境对复合材料力学性能的影响1.1.2.湿热环境对复合材料物理性能的影响1.1.3.湿热环境对复合材料破坏模式的影响1.1.4.湿热老化效应1.1.5.湿热环境设计考虑l设计选材阶段，主要考虑最高工作温度Tmax和长时高温下材料的饱和吸湿。²军用产品第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页²商用产品l设计分析阶

7、段，综合考虑温度湿度/载荷应力。l验证时阶段，试件预吸湿，有时进行温度谱与载荷谱的叠加实验。l湿热和某些化学介质的防护设计。湿热对复合材料的基体和胶层的性能影响较大，会大大降低结构的耐久性，为此可以采取以下措施。²在被胶接结构件的接缝处全密封保护。²整体油箱或容器边界用密封胶密封，内表面涂防渗透材料，以防受到冲击后渗透。²结构设计上要求具备有效的排水系统和防水口，以便定期排出积水，消除隐患。1.1.腐蚀环境及其防护设计1.4.1腐蚀环境1.4.2环境介质的腐蚀控制l提高材料自身的耐蚀性，主要是提

8、高基体的紧密型，使介质的扩散、渗透系数下降；l在复合材料表面使用防护层，应用恰当的防护层可以达到不同的目的。1.4.3复合材料与金属材料的电偶腐蚀及防护设计2.雷电防护设计2.1.雷电环境2.1.1雷电特性和雷电效应l雷电特性²云对地雷电²云内雷电²云对云雷电l雷电附着²初始附着区域²扫掠冲击冲击区域²其他区域l雷电效应第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）第8页共8页²雷电的直接效应²雷电的间接效应2.1.1雷电环境2.1.2雷电附着区