鋁合金點蝕坑特征識別及其疲勞壽命預(yù)測.pdf

1、飛機上普遍使用的鋁合金材料對腐蝕介質(zhì)比較敏感，在腐蝕環(huán)境下容易形成點蝕坑，而點蝕坑的存在會加速形成疲勞裂紋并擴展，從而影響飛機結(jié)構(gòu)的壽命。作為記錄了金屬材料表面形貌重要載體的腐蝕圖像，它反映了腐蝕引起的材料表面形貌變化和腐蝕損傷程度。故對腐蝕圖像加以研究，找出其中包含的腐蝕信息，進行適當?shù)谋碚?，并將這些信息用于疲勞壽命的預(yù)測具有重要的研究價值。
　　本文主要研究了基于計算機圖像處理技術(shù)的腐蝕坑三維特征提取方法，并在此基礎(chǔ)上，對不同

2、的腐蝕損傷表征參量進行了統(tǒng)計規(guī)律分析，采用當量裂紋法對預(yù)腐蝕損傷鋁合金7075進行疲勞壽命預(yù)測。主要內(nèi)容包括:
　　(1)在實驗室環(huán)境下，使用光學顯微鏡KeyenceVHX-600和白光共聚焦顯微鏡Nikon ECLIPSE分別對不同預(yù)腐蝕時間的2524、7075鋁合金試樣進行腐蝕形貌圖像采集。對比了小波增強變換采用不同的閾值函數(shù)，在圖像分割時采用K均值聚類和邊緣檢測對腐蝕形貌圖像處理的效果優(yōu)劣。在對腐蝕坑三維重構(gòu)的基礎(chǔ)上，提取了

3、腐蝕坑的三維幾何特征和分形特征。
　　(2)以提取的三維特征參數(shù)為樣本，統(tǒng)計分析了不同預(yù)腐蝕時間下的各種腐蝕損傷表征參量的分布規(guī)律。其中，腐蝕坑深度服從Gumbel分布、正態(tài)分布、威布爾分布和對數(shù)正態(tài)4種分布，腐蝕坑曲面面積和腐蝕損傷表征參量ab/2c2服從Gamma分布。
　　(3)采用高頻疲勞試驗機，對不同預(yù)腐蝕時間下的7075鋁合金試樣進行了S-N曲線測試，分析了預(yù)腐蝕損傷時間對疲勞S-N曲線的影響。并對疲勞斷口進行了