T-CSAA 26-2024 零件沖擊試驗方法液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗

ICS49.020CCSV36T/CSAA26—2024零件沖擊試驗方法液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗ImpacttestingmethodforcomponentsDropletrotationdevicetestT/CSAA26－2024 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 4一般要求 4.1試驗?zāi)康?24.2試驗環(huán)境 24.3試驗人員 24.4試驗件 35試驗設(shè)備與測試儀器 45.1分析天平 45.2烘箱 5.3光學(xué)顯微鏡 45.4秒表 5.5液滴旋轉(zhuǎn)試驗系統(tǒng) 46詳細要求 6.1試驗條件 66.2試驗程序 66.3試驗數(shù)據(jù)錄取和處理 6.4試驗數(shù)據(jù)有效性評定 6.5試驗報告 7本文件依據(jù)GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的有關(guān)要求編寫。本文件是《零件沖擊試驗方法》的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。該系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——液滴射流靶向沖擊試驗；——液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗；——螺旋槳葉片抗外來物沖擊試驗；——復(fù)合材料平板抗沖擊性能試驗。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本文件由中國航空學(xué)會提出。本文件由中國航空學(xué)會歸口。本文件起草單位：西北工業(yè)大學(xué)、中國航空工業(yè)集團公司成都飛機設(shè)計研究所、中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所、成都飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司。本文件主要起草人：李玉龍、索濤、湯忠斌、豆清波、王寧濤、吳軒璇、汪存顯、王斌、呂錦峰、趙冬強、梁尚清、馮震宙、華程、梁鑫、張明瑞。本文件為首次發(fā)布。1T/CSAA26－2024零件沖擊試驗方法液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗本文件規(guī)定了飛行器零件進行液滴旋轉(zhuǎn)裝置試驗的試驗環(huán)境、試驗人員、試驗件、試驗設(shè)備儀器、試驗條件、試驗程序、試驗數(shù)據(jù)錄取和處理、試驗數(shù)據(jù)有效性評定、試驗報告等方面要求。本文件適用于使用旋轉(zhuǎn)裝置法，進行試驗件因液滴的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，對飛行器零件試驗件表面進行重復(fù)靶向沖擊試驗，并對試驗件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中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1446纖維增強塑料性能試驗方法總則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)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。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。2T/CSAA26－20243.4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。3.6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。3.8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。3.9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程度上模擬飛行器零件預(yù)期的服役環(huán)境，用于試驗件因液滴的離散沖擊而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，確定受試材料的耐侵蝕性或其他損傷特性。4.2試驗環(huán)境除試驗任務(wù)書有特殊規(guī)定外，試驗環(huán)境條件應(yīng)滿足GB/T1446的規(guī)定。4.3試驗人員試驗人員上崗前應(yīng)經(jīng)過試驗設(shè)備、儀器及安全設(shè)施使用方法和安全操作規(guī)程的培訓(xùn)，熟練掌握試驗室的業(yè)務(wù)知識，并通過相關(guān)考核。3T/CSAA26－20244.4試驗件4.4.1試驗件形狀和尺寸試驗件推薦形狀為方形平板，尺寸為100×100（單位為毫米），如圖1所示，試驗件厚度k為試驗件的實際厚度，或測試時將厚度作為研究變量。4.4.2試驗件數(shù)量試驗件數(shù)量按試驗任務(wù)書規(guī)定，應(yīng)至少保證每個試驗工況能進行三次重復(fù)試驗。4.4.3試驗件類型試驗件類型主要有三類：a）金屬材料試驗件，包括純金屬和合金；b）非金屬材料試驗件，包括玻璃、塑料、聚合物以及各類復(fù)合材料等；c）表面層材料試驗件，包括各類表面涂層材料以及表面薄膜材料等。4.4.4試驗件制備4.4.4.1金屬材料試驗件金屬材料試驗件的制備應(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面度；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非金屬材料驗件非金屬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表面層材料試驗件表面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)化基材上的涂層或薄膜組成；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）試驗件應(yīng)在旋臂的兩個尖端上對稱布置，并安裝在夾具上。b）使用緊固螺栓夾緊試驗件，為保證四邊均勻夾持，在安裝時應(yīng)將扭力扳手的扭矩調(diào)至不小于5N·m，使四個螺栓的預(yù)緊力保持一致。4T/CSAA26－20244.4.6標(biāo)識應(yīng)對試驗件進行標(biāo)識，以相互區(qū)分，且確?？勺匪菪?。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)備與測試儀器5.1分析天平使用測量精度為試驗件重量0.5%以內(nèi)的天平測量試驗件的重量。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秒表使用秒表記錄試驗件受沖擊的時間，精度要求不低于0.01s。5.5液滴旋轉(zhuǎn)試驗系統(tǒng)5.5.1旋轉(zhuǎn)臂試驗系統(tǒng)基本組成旋轉(zhuǎn)臂試驗系統(tǒng)包括旋臂裝置、試驗艙、降雨模擬裝置、夾具，其整體裝置示意圖見圖2。1——試驗艙；6——降雨模擬系統(tǒng)；2——觀察窗及高速攝像機；7——升降裝置；3——試驗件架；8——雨滴；4——旋臂裝置；9——艙內(nèi)照明系統(tǒng)。5——蓄水池；圖2旋轉(zhuǎn)臂試驗系統(tǒng)整體示意圖5T/CSAA26－20245.5.2旋臂裝置旋臂直徑應(yīng)不大于2m，旋臂單邊至少可承受最大質(zhì)量為1kg的試驗件，最大迎雨面不小于（100×100）mm。5.5.3試驗艙旋轉(zhuǎn)臂試驗系統(tǒng)的試驗艙應(yīng)滿足下列要求：a）推薦試驗艙內(nèi)徑為3m，艙壁高1m；b）試驗艙艙壁、艙蓋內(nèi)部應(yīng)配置不小于100mm厚度的抗沖擊吸能層；c）試驗艙艙蓋應(yīng)具備開啟、閉合、鎖緊功能，艙蓋最大開啟角度不小于92°;d）艙蓋上應(yīng)至少設(shè)置2個觀察窗；e）試驗艙應(yīng)保證密封完好，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)。5.5.4夾具夾具應(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3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。圖3試驗件夾具示意圖5.5.5降雨模擬裝置降雨模擬系統(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，降雨模擬器的高度應(yīng)至少在200-400mm之間可b）模擬的降雨強度應(yīng)為（0-50）mm/h內(nèi)可調(diào)，流量偏差控制在±2%以內(nèi)；c）液滴直徑應(yīng)為0.1mm~5mm之間，偏差控制在±5%以內(nèi)。5.5.6沖擊速度監(jiān)測功能旋轉(zhuǎn)臂外邊緣轉(zhuǎn)動速度范圍應(yīng)為10m/s~310m/s可調(diào)，速度偏差控制在±0.5%以內(nèi)。5.5.7系統(tǒng)運行監(jiān)測功能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、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。5.5.8高速攝像機高速攝像機用于記錄液滴接觸試驗件前的形態(tài)及沖擊過程，通過前期標(biāo)定，可對液滴直徑進行計算。使用高速攝像機拍攝時，拍攝幀率應(yīng)不低于1×105fps，同時應(yīng)使用鋪助光源，確保高速攝像機能夠清晰的拍攝沖擊全過程。6T/CSAA26－20246詳細要求6.1試驗條件6.1.1試驗件狀態(tài)調(diào)節(jié)試驗件應(yīng)在試驗室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下至少放置48h。6.1.2試驗介質(zhì)按照測試要求選擇試驗介質(zhì)，可選用蒸餾水、自來水、鹽水、人工海水或其他由相關(guān)方商定的介質(zhì)。6.2試驗程序6.2.1對待測試驗件進行外觀檢查，對于有初始缺陷、不符合要求的試驗件，應(yīng)予以作廢。6.2.2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、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。6.2.3仔細清潔和干燥試驗件，并在分析天平上測定其初始質(zhì)量。對于金屬材料試驗件的初始清潔，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。對于非金屬材料試驗件及表面層材料試驗件，請咨詢制造商，了解首選的清潔方法。6.2.4按照4.4.5的要求安裝試驗件，開啟試驗設(shè)備，待懸臂轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，打開降雨模擬系統(tǒng)，開始計時，同時用高速攝像機記錄試驗過程，測量液滴直徑。6.2.5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。6.2.6將試驗件置于烘箱中干燥，在天平上測定其新質(zhì)量，重復(fù)本步驟，直至試驗件恒重，并計算質(zhì)量損失。6.2.7重復(fù)步驟6.2.4、6.2.5、6.2.6。記錄每次試驗的累積暴露時間和對應(yīng)的累積侵蝕量，以累積暴露時間為橫坐標(biāo)，累積侵蝕量為縱坐標(biāo)，繪制累積侵蝕-時間曲線。6.2.8當(dāng)試驗進行到可以通過坐標(biāo)原點畫一條直線，該直線與累積侵蝕-時間曲線相切時，說明侵蝕速率開始下降，此時可停止試驗。6.2.9如需獲得受試材料的最終侵蝕率，可延長試驗時間，直至累積侵蝕-時間曲線的斜率接近一個定值。注1：測試時間間隔推薦為2min，可根據(jù)測試過程縮短或延長時間間隔，以保證測試數(shù)據(jù)充足。注2：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3：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。6.3試驗數(shù)據(jù)錄取和處理6.3.1累積侵蝕-時間曲線在試驗程序6.2.7中，采集了多組累積暴露時間和對應(yīng)的累積侵蝕量的數(shù)值，以累積暴露時間為橫坐標(biāo)，累積侵蝕量為縱坐標(biāo)，將這些數(shù)值繪制于圖4所示的圖中，利用曲線擬合得到圖4所示的累積侵蝕-時間曲線的實際試驗曲線。7T/CSAA26－20246.3.2最大侵蝕速率在累積侵蝕-時間曲線的實際試驗曲線上繪制一條能代表其最大斜率的直線，如圖4所示，夾角B對應(yīng)直線的斜率即為最大侵蝕率。6.3.3名義潛伏期在累積侵蝕-時間曲線的實際試驗曲線上繪制一條能代表其最大斜率的直線，如圖4所示，夾角B對應(yīng)直線時間軸相交所得的截距即為名義潛伏期。6.3.4最終侵蝕率若要得到材料的最終侵蝕率，需按照試驗程序6.2.9延長試驗時間，直到可以在累積侵蝕-時間曲線的實際試驗曲線上繪制一條穿過或逼近絕大部分代表最終侵蝕階段測試點的直線，如圖4所示，夾角C對應(yīng)直線的斜率即為最終侵蝕率。6.4試驗數(shù)據(jù)有效性評定同時滿足以下3種情況的試驗結(jié)果為有效試驗：a）試驗中實際沖擊速度