零件沖擊試驗方法 第2部分 液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗（征求意見稿）

1T/CSAA2X-2024零件沖擊試驗方法第2部分：液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗本文件規(guī)定了航空零件進行液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗的試驗?zāi)康?、試驗環(huán)境、試驗設(shè)備儀器、試驗人員、試驗樣品、試驗項目、試驗程序、試驗數(shù)據(jù)錄取和處理、試驗結(jié)果評定、試驗報告等方面要求。本文件適用于使用旋轉(zhuǎn)裝置法，來模擬固體試驗件因液滴的分布式重復(fù)離散沖擊而被侵蝕或損壞的試驗測試。本文件不適用于使用射流模擬液滴，對零件固體試驗件表面產(chǎn)生重復(fù)靶向沖擊試驗，并對其造成侵蝕或損傷的試驗測試。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T30789.4色漆和清漆涂層老化的評價缺陷的數(shù)量和大小以及外觀均勻變化程度的標(biāo)識第4部分：開裂等級的評定GB/T30789.5色漆和清漆涂層老化的評價缺陷的數(shù)量和大小以及外觀均勻變化程度的標(biāo)識第5部分：剝落等級的評定3術(shù)語和定義下列定義的術(shù)語適用于本文件。3.1累積侵蝕-時間曲線cumulativeerosion-timecurve在液體沖擊侵蝕中，累積侵蝕量與累積暴露時間的關(guān)系圖，通常通過定期中斷試驗并稱量試驗件來確定。大多數(shù)其他特征，如潛伏期、最大侵蝕速率和最終侵蝕速率，都是從中得出的。3.2累積暴露時間cumulativeexposureduration試驗件暴露于雨場中且受到?jīng)_擊的時間。3.3暴露面積exposedarea試驗件暴露表面上經(jīng)受液體沖擊侵蝕的區(qū)域。3.4累積侵蝕量cumulativeerosion在液體沖擊侵蝕下材料損失質(zhì)量的總量。3.5液體沖擊侵蝕liquidimpingementerosion由于持續(xù)暴露于液滴或射流的沖擊中，固體表面原始材料的逐漸損失。2T/CSAAXX-20243.6潛伏期incubationperiod在液體沖擊侵蝕中，累積侵蝕-時間曲線的初始階段，在此期間，與后期階段相比，侵蝕率為零或可忽略不計。3.7名義潛伏期nominalincubationperiod累積侵蝕量時間曲線上最大斜率處切線的延長線與時間軸相交所得的截距。3.8最大侵蝕率maximumerosionrate在液體沖擊侵蝕中，試驗中的最大瞬時侵蝕率，表現(xiàn)出最大值，隨后侵蝕率降低。3.9最終侵蝕率terminalerosionrate在液體沖擊侵蝕中，累積侵蝕-時間曲線的最終階段，在此期間，侵蝕率降低至一個定值。3.10液滴直徑dropletdiameter沖擊試驗件表面液滴的平均直徑。4一般要求4.1試驗?zāi)康脑谀撤N程度上模擬零件預(yù)期的服役環(huán)境，用于零件固體試驗件因液滴的分布式重復(fù)離散沖擊被侵蝕或損壞的試驗測試，通過量化損傷程度，包括窗材料光學(xué)性能的退化，涂層的分離或破壞，為確定受試材料或涂層的耐侵蝕性或其他損傷特性，或探究其損傷機制以及受試驗變量的影響提供依據(jù)。4.2試驗環(huán)境試驗環(huán)境應(yīng)滿足以下要求：a)試驗環(huán)境應(yīng)滿足零件服役的真實環(huán)境，或由試驗任務(wù)書規(guī)定。b)對于試驗溫度有規(guī)定的，應(yīng)在規(guī)定溫度士2℃范圍內(nèi)進行。如果沒有規(guī)定，試驗應(yīng)在23℃士5℃范圍內(nèi)進行。4.3試驗人員試驗人員應(yīng)熟練掌握試驗室的業(yè)務(wù)知識，熟悉試驗設(shè)備、儀器、儀表及安全設(shè)施的使用方法和安全操作規(guī)程，并會正確操作。試驗人員上崗前應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的上崗培訓(xùn)并取得相應(yīng)資質(zhì)。4.4試驗件4.4.1試驗件形狀和尺寸試驗件應(yīng)為平板型試驗件，平板型試驗件如圖1所示。其他符合試驗設(shè)備和測試目的試驗件類型也可使用。3T/CSAA2X-20244.4.2試驗件數(shù)量試驗件數(shù)量按試驗任務(wù)書規(guī)定。4.4.3試驗件類型試驗件類型主要有三類：a)金屬試驗件。b)復(fù)合材料試驗件。c)涂層材料試驗件。4.4.4試驗件制備4.4.4.1金屬試驗件金屬試驗件的制備應(yīng)滿足以下要求：a)試驗件可從板材切割而成，試驗件的切割過程應(yīng)避免表面加工硬化，采用正確的加工方法確保試驗件的平直度和平行度；b)所有試驗件應(yīng)附帶合格證或質(zhì)量證明文件。4.4.4.2復(fù)合材料驗件復(fù)合材料試驗件的制備應(yīng)滿足以下要求：a)試驗件的制備應(yīng)按照供應(yīng)商推薦方法或符合相關(guān)方商定的要求；b)試驗件的暴露表面不宜進行機械加工；c)所有試驗件應(yīng)附帶合格證或質(zhì)量證明文件。4.4.4.3涂層材料試驗件涂層材料試驗件的制備應(yīng)滿足以下要求：a)試驗件由涂覆在標(biāo)準(zhǔn)化基材上的涂層組成；b)試驗件的制備應(yīng)按照供應(yīng)商推薦方法或符合相關(guān)方商定的要求，包括規(guī)定的表面處理方法、固化方法和涂覆后處理方法。c)所有試驗件應(yīng)附帶合格證或質(zhì)量證明文件。4.4.5試驗件安裝試驗件安裝應(yīng)滿足以下要求：a)用于安裝試驗件夾具的設(shè)計應(yīng)便于試驗件的安裝、調(diào)整，重復(fù)移除、清潔和稱重，撞擊過程中不干涉試驗件變形；b)試驗件夾具應(yīng)使用惰性材料，能抵抗試驗介質(zhì)的腐蝕和沖擊，且在旋臂上對稱布置，試驗件夾具如圖2所示，其中夾具安裝孔用于將試驗件夾具安裝在旋轉(zhuǎn)臂的尖端。c)試驗件四邊均勻夾持，應(yīng)盡量減少由于夾持力引起的試驗件局部應(yīng)力，尤其對于脆性材料測試。使用緊固螺栓夾緊試驗件，在安裝時應(yīng)將扭力扳手的扭矩調(diào)至不小于5N·m，使四4T/CSAAXX-2024個螺栓的預(yù)緊力保持一致。4.4.6標(biāo)識應(yīng)對試驗件進行標(biāo)識，以相互區(qū)分，且確保可追溯性。標(biāo)識不應(yīng)對試驗造成影響，也不應(yīng)受試驗影響。5試驗設(shè)備與儀器5.1分析天平天平精度不低于0.1mg。5.2烘箱能控制在(50士3)℃或其他商定的溫度士3℃,用于烘干試驗件。5.3光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)不低于50倍且具有拍照功能。5.4液滴旋轉(zhuǎn)試驗裝置5.4.1旋轉(zhuǎn)臂試驗裝置基本組成旋轉(zhuǎn)臂試驗裝置包括旋臂裝置、試驗艙、降雨模擬系統(tǒng)、夾具，其整體裝置示意圖見圖3。5.4.2旋臂系統(tǒng)旋臂直徑2m，由直流電機驅(qū)動，可承受試驗件最大質(zhì)量1kg，最大迎雨面（100×100）mm。5.4.3試驗艙旋轉(zhuǎn)臂試驗裝置的試驗艙應(yīng)滿足下列要求：a)試驗艙內(nèi)徑3m，艙壁高1m，試驗艙艙壁、艙蓋內(nèi)部配置100mm厚度的抗沖擊吸能層，試驗艙艙蓋自動開啟、閉合、鎖緊，有3個觀察窗，試驗艙艙蓋最大開啟角度92°;b)試驗艙應(yīng)密封完好，所有排放口、線纜口均做好密封，以便試驗艙內(nèi)真空度的調(diào)節(jié)，真空壓力推薦在（5~101.3）KPa內(nèi)調(diào)節(jié)。T/CSAA2X-20241——試驗艙；2——觀察孔及高速相機；7—3——試驗件架；4——旋臂裝置；9——艙5.4.4降雨模擬系統(tǒng)降雨模擬系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：a)降雨區(qū)域應(yīng)當(dāng)覆蓋試驗件經(jīng)過的整個區(qū)域或者部分區(qū)城，降雨模擬器的高度應(yīng)至少在（200~400）mm之間可調(diào)；b)模擬的降雨強度應(yīng)為（0~50）mm/h內(nèi)可調(diào)，液滴直徑分布范圍為（2.0~3.5）mm，給水箱加溫控制雨滴溫度（4~30）℃,偏差控制在±10%以內(nèi)。5.4.6沖擊速度監(jiān)測旋轉(zhuǎn)臂外邊緣轉(zhuǎn)動速度控制在10m/s~310m/s,速度偏差控制在±0.5%以內(nèi)。5.4.7系統(tǒng)運行監(jiān)測為了保證試驗的安全進行，試驗系統(tǒng)應(yīng)具備自動監(jiān)測旋臂動平衡、溫度監(jiān)測、轉(zhuǎn)速監(jiān)測、真空監(jiān)測、降雨監(jiān)測、艙蓋狀態(tài)監(jiān)測、電機運行狀態(tài)監(jiān)測等。6詳細要求6.1試驗程序6.1.1試驗件外觀檢查對待測試驗件進行外觀檢查，有初始缺陷、對于不符合要求的試驗件，應(yīng)予以作廢。6.1.2測試6T/CSAAXX-20246.1.2.1首先按照試驗任務(wù)書或試驗要求對試驗系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)定，將降雨量、液滴直徑、沖擊速度設(shè)定為目標(biāo)值，對設(shè)備進行試運行，并對設(shè)備動平衡、溫度、轉(zhuǎn)速、真空度、降雨量、液滴直徑等參數(shù)進行監(jiān)測，調(diào)節(jié)設(shè)備使其達到穩(wěn)定運行狀態(tài)，且上述參數(shù)滿足試驗要求，記錄參數(shù)監(jiān)測的結(jié)果。6.1.2.2仔細清潔和干燥試驗件，并在精度和準(zhǔn)確度為1mg或更小的天平上測定其質(zhì)量。對于金屬試驗件的初始清潔，建議使用硬毛刷或非研磨布和合適的揮發(fā)性溶劑進行擦洗。對于非金屬試驗件，請咨詢制造商，了解首選的清潔方法。6.1.2.3將試驗件安裝在試驗裝置中，待懸臂轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，打開降雨模擬系統(tǒng)，同時開始計時。6.1.2.4在選定的時間間隔后中斷試驗，關(guān)閉降雨模擬系統(tǒng)，記錄暴露時間，取出試驗件，清潔其表面并置于烘箱中干燥，在天平上測定其新質(zhì)量，并計算質(zhì)量損失。6.1.2.5重復(fù)步驟6.1.2.2、6.1.2.3、6.1.2.4，計算累積暴露時間、累積侵蝕量，將這些值制成表格，并在累積侵蝕-時間曲線中記錄累積侵蝕量與暴露時間的關(guān)系。注1：測試時間間隔不應(yīng)超過5min，避免在試驗件侵蝕的潛伏期內(nèi)沒有足夠的數(shù)據(jù)。注2：重復(fù)步驟6.1.2.2-6.1.2.4的次數(shù)取決于累積侵蝕-時間曲線的最終形態(tài)，應(yīng)至少可以明確判斷潛伏期和最大侵蝕率，并且侵蝕率開始下降，此時可終止試驗。此后建議繼續(xù)進行測試，直到可以畫出一條通過原點并與累積侵蝕-時間曲線相切的直線，測試也可以持續(xù)更長時間，以研究長期侵蝕行為，并確定是否達到最終侵蝕率。注3：建議使用草圖或照片來記錄試驗件的侵蝕情況隨時間的變化過程。注4：對于涂層材料試驗件，試驗后應(yīng)當(dāng)按GB/T30789.4的規(guī)定測定并記錄試驗件的開裂等級；按GB/T30789.5的規(guī)定測定并記錄試驗件的剝落等級。6.2試驗數(shù)據(jù)錄取和處理6.2.1累積侵蝕-時間曲線根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪制累積侵蝕-時間曲線，如圖4所示。6.2.2數(shù)據(jù)處理確定用名義潛伏期和最大侵蝕率，以評估試驗件的抗侵蝕能力。6.2.3名義潛伏期計算名義潛伏期，即累積侵蝕-時間曲線上最大斜率處切線的延長線與時間軸相交所得的截距。6.2.4最大侵蝕速率確定最大侵蝕率，即在液體沖擊侵蝕中，累積侵蝕-時間曲線上最大瞬時侵蝕率。表現(xiàn)出最大值，隨后侵蝕率降低。T/CSAA2X-20246.2.5最終侵蝕率確定最終侵蝕率，即在液體沖擊侵蝕中，累積侵蝕-時間曲線的最終階段，在此期間，侵蝕率降低至一個定值，該值為累積侵蝕-時間曲線最后階段的斜率。注：若要評價材料抗液體沖擊侵蝕的長期性能，可延長試驗時間，得到趨于穩(wěn)6.3試驗數(shù)據(jù)有效性評定以下兩種情況的試驗結(jié)果為有效試驗：a）實際沖擊速度與要求值的偏差在±0.5%以內(nèi)；b）重復(fù)試驗時三個試驗件中有兩個試驗件的試驗結(jié)果誤差在5%以內(nèi)。6.4試驗報告試驗報告的內(nèi)容應(yīng)包括以下部分或全部：a)試驗名稱、試驗項目、時間、地點、目的、依據(jù)和試驗人員；b)