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、课题目的与要求重点难点教具复习捉问第八章复合材料结构耐久性损伤容限设计（四）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釆取的方法克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法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克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法课堂布置克服复合材料敏感因素在设计上采取的方法?备注教员张颖云湿热、腐蚀环境的设计考虑特殊环境1.1.1环境耐久性设计的目的提高复合材料抵抗坏境的能

2、力，包括抗腐蚀性、抗磨损型、抗疲劳性/环境影响损伤等；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■载荷外环境◊机动载荷◊突风载荷■对完整件有影响的总休环境温度令湿度◊雷击◊砂石冰雹雨雪令阳光◊大气■局部环境燃油润滑油令清洁剂1.1.3复合材料所遭受的环境因素环境的强度出现的频率持续的时间发生的次序1.1.4针对复合材料提出的要求•机构设计的耍求令选材◊选型◊详细设计小的周围零件的要求◊实验验证阶段的折中数据零部件的赋役区域令赋役区域◊E行范围◊

3、使用任务◊结构状态复合材料结构设计中必须考虑的环境1湿热环境主要因索温■度复合材料的吸湿量环境分类干冷气温低，年均气温低于10°C,降雨量少，年均和对湿度大于80%的小时数不大于500h,工业污染较少，空气屮腐蚀介质含量低，没有小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。基木（湿和环境区）气温适中，年均气温低于15°C,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，空气小腐蚀介质含量比较高，有大、小型化学工业区。典型区

4、域有西安、郑州、北京、沈阳。内陆湿热气温较高，年均气温低于15〜20°C之间，降雨量较大，露日数和雾日数较多，空气潮湿，年均和对湿度大于80%的小时数不大于4000h,工业污染较严重，空气屮害介质含量高，该环境区气候基本上属于亚热带湿润型气候，有犬型以上的化学工业区。典型区域有重庆、武汉、长沙、广州、南京。湿和沿海气温适中，年均气温低于15°C,降雨量大，空气潮湿，风大，空气小盐含量大，盐雾沉淀量大，工业污染较严重，空气小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、沿海区域湿热沿海

5、气温高，年均气温大于20°C,其他情况与温和沿海环境区相似。典型区域有海南沿海区域。1.2.2冲击环境1.2.3老化环境湿热环境腐蚀性液休燃油液压油防冻液紫外线辐射风化砂蚀雨蚀湿热环境效应计设计考虑湿热环境对复合材料力学性能的影响湿热环境对复合材料物理性能的影响3.湿热环境对复合材料破坏模式的影响1.3.4.湿热老化效应5.湿热环境设计考虑设计选材阶段，主要考虑最高工作温度Tmax和长时高温下材料的饱和吸湿。◊军用产品商用产品设计分析阶段，综合考虑温度湿度/载荷应力。验证时阶段，试件预吸湿，有时进行温

6、度谱与载荷谱的叠加实验。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。在被胶接结构件的接缝处全密封保护。整体汕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。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・4•腐蚀坏境及其防护设计1.4.1腐蚀环境1.4.2环境介质的腐蚀控制提高材料自身的耐蚀性，主要是提高基体的紧密型，使介质的扩散、渗透系数下降；在复合材料表面使用防护层，应用恰当的防护

7、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雷电防护设计1.1.雷电环境2.1.1雷电特性和雷电效应•雷电特性◊云对地雷电令云内雷电◊云对云雷电•雷电附着◊初始附着区域◊扫掠冲击冲击区域令其他区域•雷电效应雷电的直接效应雷电的间接效应2.1.2雷电环境2.1.3雷电附着区域划分雷电附着概率雷电附着区域划分2.2.雷电防护设计2.2.1雷电防护设计概念隔离设计概念草取有效措施，把复合材料与雷电电流隔离开，既防止雷屯屯流附着在复合材料构件上，又阻止雷屯电流在复合材料内部传输。传导

8、设计概念采取有效的措施，使复合材料结构有传导雷电电流的通路，保持结构电道路连续，低阻抗的方法。2.2.2雷电防护措施表面火焰喷涂铝附着（铺贴）铝或铜网装配分流条突覆防雷击导电涂层2.2.3机翼油箱防雷击设计在总体设计时，应该将体征油箱布置在遭受雷击概率低的区域。耍采用合适的防雷击措施，及吋传导并释放整体汕箱表面的雷击电荷。因该进行模拟雷击实验，也可以借助已经完成并取得合格要求的防雷电实验结构。2.2.4雷电防护设计原则直接雷击不应对结构和设备，引起需要立