對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)使用的主要環(huán)境條件及對結(jié)構(gòu)影響的主要因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析,并結(jié)合試驗情況分析,對復(fù)合材料腐蝕的主要方式進(jìn)行了闡述,并給出了復(fù)合材料構(gòu)件使用防護(hù)的一些基本方法。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在外場使用中,可能遇到各種使用環(huán)境(如溫度、度、雨雪、陽光、雷電、風(fēng)沙、塵埃、霧、噪聲及工業(yè)污染等),它們都可能引起復(fù)合材料的退化和變質(zhì),一般稱為腐蝕過程。復(fù)合材料的腐蝕機(jī)理較為復(fù)雜,目前尚無滿意的解釋,更難于預(yù)測復(fù)合材料的腐蝕與強(qiáng)度和時間的關(guān)系。飛機(jī)在使用期內(nèi),除受外部環(huán)境條件的影響之外,還受內(nèi)部的燃料、液壓油、冷卻劑、密封劑等生產(chǎn)和使用中一些酸堿的影響。另外,復(fù)合材料是高電位材料,當(dāng)與低電位材料相接時可能會出現(xiàn)電偶腐蝕。因此,在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須考慮相應(yīng)的防護(hù)措施,以保證結(jié)構(gòu)的完整性。
根據(jù)飛機(jī)預(yù)計的服役地區(qū)、飛機(jī)范圍、材料體系、使用任務(wù)、結(jié)構(gòu)狀況等確定飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主要環(huán)境條件,常見的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)環(huán)境條件有:濕熱環(huán)境、沖擊環(huán)境、腐蝕環(huán)境和老化環(huán)境。
濕熱環(huán)境是影響復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特性的一個重要因素。樹脂基是吸濕的,隨著吸濕擴(kuò)散擴(kuò)展,會使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同的吸濕量分布。這樣,不僅會降低纖維的抗腐蝕阻力,在比較高的環(huán)境溫度下還會使基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低,并降低其強(qiáng)度和剛度。因此,濕熱環(huán)境是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)必須考慮的總體環(huán)境,要考慮在最嚴(yán)酷的濕熱環(huán)境條件下引起的力學(xué)性能降低,以及長期的濕熱老化環(huán)境對力學(xué)性能包括壽命)的影響兩個問題。要求復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用壽命期內(nèi),在可能遇到的溫度、濕度和載荷環(huán)境的單獨(dú)或綜合作用下,仍具有足夠的結(jié)構(gòu)完整性。對特殊的部位,還應(yīng)驗證局部環(huán)境與總體環(huán)境的綜合影響。
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