零件沖擊試驗(yàn)方法 第1部分 液滴射流靶向沖擊試驗(yàn)（征求意見(jiàn)稿）

1T/CSAA2X-2024零件沖擊試驗(yàn)方法第1部分：液滴射流靶向沖擊試驗(yàn)本文件規(guī)定了零件進(jìn)行液滴射流靶向沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)環(huán)境、試驗(yàn)設(shè)備儀器、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)樣品、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)數(shù)據(jù)錄取和處理、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定、試驗(yàn)報(bào)告等方面要求。本文件適用于使用射流模擬液滴，對(duì)航空零件固體試驗(yàn)件表面產(chǎn)生重復(fù)靶向沖擊試驗(yàn)，并對(duì)其造成侵蝕或損傷的試驗(yàn)測(cè)試。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于使用旋轉(zhuǎn)裝置法模擬的固體試驗(yàn)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(yàn)測(cè)試。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)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(píng)價(jià)缺陷的數(shù)量和大小以及外觀均勻變化程度的標(biāo)識(shí)第4部分：開(kāi)裂等級(jí)的評(píng)定GB/T30789.5色漆和清漆涂層老化的評(píng)價(jià)缺陷的數(shù)量和大小以及外觀均勻變化程度的標(biāo)識(shí)第5部分：剝落等級(jí)的評(píng)定3術(shù)語(yǔ)和定義下列定義的術(shù)語(yǔ)適用于本文件。3.1射流jet頭部呈圓弧狀且具有一定曲率，用于模擬球形液滴沖擊的高速水團(tuán)。3.2沖擊角度impactangle水射流速度矢量與沖擊表面法線(xiàn)的夾角。3.3射流等效直徑equivalentdiameterofjet射流前緣曲率半徑的二倍，用于表示射流模擬同等直徑的球形液滴沖擊。3.4噴嘴nozzle具備特定的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)生的射流滿(mǎn)足模擬球形液滴的需求。3.5損傷damage2T/CSAAXX-2024因暴露于液體沖擊侵蝕中，試驗(yàn)件受到的任何影響，包括材料損失、表面變形或微觀結(jié)構(gòu)、性能以及包括外觀的任何其他變化。3.6沖擊頻率impactingfrequency試驗(yàn)件每秒鐘受到?jīng)_擊的次數(shù)。3.7沖擊速度impactspeed射流頭部接觸試驗(yàn)件表面時(shí)的瞬時(shí)速度。3.8損傷閾值速度damagethresholdvelocity在給定的射流等效直徑和沖擊次數(shù)下，剛發(fā)生可見(jiàn)損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的液滴沖擊速度。3.9絕對(duì)損傷閾值速度absolutedamagethresholdvelocity對(duì)于給定的射流等效直徑，當(dāng)沖擊速度小于絕對(duì)損傷閾值速度時(shí)，無(wú)論沖擊次數(shù)為多少，試驗(yàn)件都不會(huì)發(fā)生損傷。3.10損傷沖擊次數(shù)numberofdamageshocks在特定的射流等效直徑和沖擊速度下，剛發(fā)生可見(jiàn)損傷時(shí)對(duì)應(yīng)的沖擊次數(shù)。4一般要求4.1試驗(yàn)?zāi)康睦妙^部呈圓弧狀且具有一定曲率的高速射流沖擊，模擬球形液滴對(duì)零件固體表面試驗(yàn)件產(chǎn)生靶向沖擊試驗(yàn)，并對(duì)其造成侵蝕或損傷。通過(guò)記錄并對(duì)比不同試驗(yàn)件的損傷閾值速度，研究不同類(lèi)型試驗(yàn)件的耐液體侵蝕性能。通過(guò)觀察試驗(yàn)件的損傷演化過(guò)程，為詳細(xì)研究特定材料損傷的性質(zhì)和發(fā)展，探究其損傷機(jī)制，或研究試驗(yàn)變量對(duì)其損傷的影響提供依據(jù)。4.2試驗(yàn)環(huán)境試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：a)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)滿(mǎn)足零件服役的真實(shí)環(huán)境，或由試驗(yàn)任務(wù)書(shū)規(guī)定。b)對(duì)于試驗(yàn)溫度有規(guī)定的，應(yīng)在規(guī)定溫度士2℃范圍內(nèi)進(jìn)行。如果沒(méi)有規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在23℃士5℃范圍內(nèi)進(jìn)行。4.3試驗(yàn)人員試驗(yàn)人員應(yīng)熟練掌握試驗(yàn)室的業(yè)務(wù)知識(shí)，熟悉試驗(yàn)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(huì)正確操作。試驗(yàn)人員上崗前應(yīng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的上崗培訓(xùn)并取得相應(yīng)資質(zhì)。4.4試驗(yàn)件4.4.1試驗(yàn)件形狀和尺寸試驗(yàn)件為平板型，推薦尺寸為200×100（單位為毫米），如圖1所示.試驗(yàn)件厚度k為試驗(yàn)件的實(shí)際厚度，或測(cè)試時(shí)將厚度作為研究變量。其他符合試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試3T/CSAA2X-2024目的的試驗(yàn)件類(lèi)型也可使用。4.4.2試驗(yàn)件數(shù)量試驗(yàn)件數(shù)量按試驗(yàn)任務(wù)書(shū)規(guī)定。4.4.3試驗(yàn)件類(lèi)型試驗(yàn)件類(lèi)型主要有三類(lèi)：a)金屬試驗(yàn)件。b)復(fù)合材料試驗(yàn)件。c)涂層材料試驗(yàn)件。4.4.4試驗(yàn)件制備4.4.4.1金屬試驗(yàn)件金屬試驗(yàn)件的制備應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：a)試驗(yàn)件可從板材切割而成，試驗(yàn)件的切割過(guò)程應(yīng)避免表面加工硬化，采用正確的加工方法確保試驗(yàn)件的平直度和平行度；b)所有試驗(yàn)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(yàn)件復(fù)合材料試驗(yàn)件的制備應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：a)試驗(yàn)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(yàn)件的暴露表面不宜進(jìn)行機(jī)械加工；c)所有試驗(yàn)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(yàn)件涂層材料試驗(yàn)件的制備應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：a)試驗(yàn)件由涂覆在標(biāo)準(zhǔn)化基材上的涂層組成；b)試驗(yàn)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。4.4.5試驗(yàn)件安裝試驗(yàn)件安裝應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：a)用于安裝試驗(yàn)件夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)便于試驗(yàn)件的安裝、調(diào)整，重復(fù)移除、清潔和稱(chēng)重，撞擊過(guò)程中不干涉試驗(yàn)件變形，不妨礙速度測(cè)量系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)的工作；b)試驗(yàn)件夾具應(yīng)能進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，模擬不同角度的射流沖擊，試驗(yàn)件夾具如圖2所示；c)試驗(yàn)件四邊均勻夾持，以減少由于夾持力引起的試驗(yàn)件局部應(yīng)力（尤其對(duì)于脆性材料宜使用皮筋或雙面膠將試驗(yàn)件固定于夾具的試驗(yàn)件安裝平面上。4T/CSAAXX-20244.4.6標(biāo)識(shí)應(yīng)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以相互區(qū)分，且確保可追溯性。標(biāo)識(shí)不應(yīng)對(duì)試驗(yàn)造成影響，也不應(yīng)受試驗(yàn)影響。4.5試驗(yàn)項(xiàng)目4.5.1射流沖擊速度影響試驗(yàn)僅改變射流的沖擊速度，以探究射流速度對(duì)材料損傷的影響。4.5.2射流等效直徑影響試驗(yàn)僅改變射流等效直徑，以探究射流等效直徑對(duì)材料損傷的影響。4.5.3沖擊角度影響試驗(yàn)僅改變射流沖擊角度，以探究沖擊角度對(duì)材料損傷的影響。4.5.4沖擊頻率影響試驗(yàn)僅改變射流沖擊頻率，以探究沖擊頻率對(duì)材料損傷的影響。5試驗(yàn)設(shè)備與儀器5.1分析天平天平精度不低于0.1mg。5.2光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)不低于50倍且具有拍照功能。5.3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(yàn)件。5.4水平尺精度1mm，用于標(biāo)定高速攝像機(jī)。5.5測(cè)角儀安裝試驗(yàn)件時(shí)測(cè)量試驗(yàn)件的受沖擊角度，精度不低于1°。T/CSAA2X-20245.6射流沖擊設(shè)備5.6.1單射流靶向沖擊裝置5.6.1.1基本組成單射流沖擊裝置主要用于對(duì)試驗(yàn)件產(chǎn)生單次或少量多次的靶向沖擊。單射流沖擊裝置主要由發(fā)射系統(tǒng)、射流發(fā)生裝置、高速攝像機(jī)、夾具、防飛濺罩組成，可根據(jù)需求配置，如圖3所示。5.6.1.2發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)用于發(fā)射彈托彈丸，該系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、氣室、電磁閥控、炮管等部分組成：a)空氣壓縮機(jī)能力應(yīng)與壓力容器匹配，能在較短時(shí)間內(nèi)使壓力容器內(nèi)達(dá)到試驗(yàn)所需壓力；b)依據(jù)發(fā)射體的重量和射出速度來(lái)設(shè)計(jì)氣室的容積和允許工作壓力；c)電磁閥控應(yīng)在充氣過(guò)程中不漏氣，在發(fā)射時(shí)保證壓縮空氣在瞬間全部快速通過(guò)；d)炮管應(yīng)是一根內(nèi)壁光滑的鋼管，內(nèi)徑和長(zhǎng)度依據(jù)發(fā)射體重量、射出速度及對(duì)空氣炮全面性能的要求來(lái)選定。5.6.1.3射流發(fā)生裝置射流發(fā)生裝置用于產(chǎn)生形態(tài)滿(mǎn)足模擬要求的射流，主要由噴嘴、橡膠圓盤(pán)和彈體組成：a)噴嘴的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證其產(chǎn)生的射流形態(tài)滿(mǎn)足要求，噴嘴內(nèi)壁應(yīng)保證較好的光滑度，射流出口處保證無(wú)毛刺；b)橡膠圓盤(pán)的尺寸應(yīng)與噴嘴末端直徑匹配，保證水不泄露。5.6.1.4高速攝像機(jī)高速攝像機(jī)用于記錄射流頭部接觸試驗(yàn)件前的形態(tài)，通過(guò)前期標(biāo)定，對(duì)射流等效直徑、射流沖擊速度進(jìn)行計(jì)算。高速攝像機(jī)拍攝時(shí)，應(yīng)使用鋪助光源，確保高速攝像機(jī)能夠清晰的拍攝沖擊全過(guò)程。5.6.1.5防飛濺罩防飛濺罩用于防止試驗(yàn)時(shí)有彈脫或試驗(yàn)件碎片飛出，應(yīng)在試驗(yàn)前加蓋于試驗(yàn)件夾具周?chē)?.6.2連續(xù)射流靶向沖擊裝置5.6.2.1基本組成連續(xù)射流靶向沖擊裝置主要用于產(chǎn)生高頻多次的重復(fù)沖擊，其主要由高速射流發(fā)生裝置、射流切割機(jī)構(gòu)、高速攝像機(jī)、夾具、防飛濺罩組成。如圖4所示。6T/CSAAXX-20245.6.2.2高速射流發(fā)生裝置高速射流發(fā)生裝置滿(mǎn)足以下要求：a)高速射流發(fā)生器主要由數(shù)控超高壓水射流切割機(jī)組成，試驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)水泵的壓力旋鈕，改變水壓，進(jìn)而改變射流沖擊速度；b)射流沖擊速度應(yīng)在80m/s—600m/s可調(diào)；c)通過(guò)改變噴嘴的口徑來(lái)改變射流前緣的直徑。5.6.2.3射流切割機(jī)構(gòu)射流切割機(jī)構(gòu)滿(mǎn)足以下要求：a)射流切割機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)邊緣有開(kāi)孔的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，對(duì)水射流進(jìn)行切割，形成分段水柱以模擬高速雨滴；b)通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速或圓盤(pán)邊緣的開(kāi)孔數(shù)，改變射流的沖擊頻率；c)為防止實(shí)驗(yàn)時(shí)水霧濺射損壞電機(jī)，將電機(jī)與接線(xiàn)裸露部分用聚乙烯塑料包裹起來(lái)。5.6.2.4高速攝像機(jī)高速攝像系統(tǒng)要求同5.6.1.4。5.6.2.5防飛濺罩防飛濺罩要求同5.6.1.5。6詳細(xì)要求6.1試驗(yàn)程序6.1.1射流沖擊速度影響試驗(yàn)6.1.1.1對(duì)待測(cè)試驗(yàn)件進(jìn)行外觀檢查，有初始缺陷、對(duì)于不符合要求的試驗(yàn)件，應(yīng)予以作廢。6.1.1.2仔細(xì)清潔和干燥試驗(yàn)件，對(duì)于金屬試驗(yàn)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(jìn)行擦洗。對(duì)于非金屬試驗(yàn)件，請(qǐng)咨詢(xún)制造商，了解首選的清潔方法。6.1.1.3按照試驗(yàn)任務(wù)書(shū)設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生射流的速度進(jìn)行預(yù)測(cè)試，通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，將射流速度調(diào)至目標(biāo)值。7T/CSAA2X-20246.1.1.4將試驗(yàn)件安裝在夾具上，并加蓋防飛濺罩，開(kāi)始對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，用高速攝像機(jī)記錄并測(cè)量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗(yàn)件出現(xiàn)目視損傷時(shí)，暫停試驗(yàn)，取下試驗(yàn)件。6.1.1.5用顯微鏡或其他儀器測(cè)量試驗(yàn)件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對(duì)應(yīng)的沖擊參數(shù)以及損傷情況。6.1.1.6調(diào)節(jié)設(shè)備相關(guān)參數(shù)，增大或減小沖擊速度，并重復(fù)步驟6.1.1.3、6.1.1.4、6.1.1.5，形成速度梯度，記錄不同沖擊速度對(duì)應(yīng)的損傷參數(shù)。6.1.2射流等效直徑影響試驗(yàn)6.1.2.1對(duì)待測(cè)試驗(yàn)件進(jìn)行外觀檢查，有初始缺陷、對(duì)于不符合要求的試驗(yàn)件，應(yīng)予以作廢。6.1.2.2仔細(xì)清潔和干燥試驗(yàn)件，對(duì)于金屬試驗(yàn)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(jìn)行擦洗。對(duì)于非金屬試驗(yàn)件，請(qǐng)咨詢(xún)制造商，了解首選的清潔方法。6.1.2.3按照試驗(yàn)任務(wù)書(shū)設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生射流的速度以及等效直徑進(jìn)行預(yù)測(cè)試，通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，將射流速度調(diào)至目標(biāo)值，并記錄此時(shí)設(shè)備所使用的噴嘴尺寸以及對(duì)應(yīng)的射流等效直徑。6.1.2.4將試驗(yàn)件安裝在夾具上，并加蓋防飛濺罩，對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，用高速攝像機(jī)記錄并測(cè)量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗(yàn)件出現(xiàn)目視損傷時(shí)，暫停試驗(yàn)，取下試驗(yàn)件。6.1.2.5用顯微鏡或其他儀器測(cè)量試驗(yàn)件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對(duì)應(yīng)的沖擊參數(shù)以及損傷情況。6.1.2.6更換其余尺寸的噴嘴，重復(fù)步驟6.1.2.3、6.1.2.4、6.1.2.5，增大或減小射流等效直徑，使其形成一定梯度，記錄不同射流等效直徑對(duì)應(yīng)的損傷參數(shù)。6.1.3沖擊角度影響試驗(yàn)6.1.3.1對(duì)待測(cè)試驗(yàn)件進(jìn)行外觀檢查，有初始缺陷、對(duì)于不符合要求的試驗(yàn)件，應(yīng)予以作廢。6.1.3.2仔細(xì)清潔和干燥試驗(yàn)件，對(duì)于金屬試驗(yàn)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(jìn)行擦洗。對(duì)于非金屬試驗(yàn)件，請(qǐng)咨詢(xún)制造商，了解首選的清潔方法。6.1.3.3按照試驗(yàn)任務(wù)書(shū)設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生射流的速度進(jìn)行預(yù)測(cè)試，通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，將射流速度調(diào)至目標(biāo)值。6.1.3.4將試驗(yàn)件安裝在試驗(yàn)件架上，并加蓋防飛濺罩，對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，用高速攝像機(jī)記錄并測(cè)量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗(yàn)件出現(xiàn)目視損傷時(shí)，暫停試驗(yàn)，取下試驗(yàn)件。6.1.3.5用顯微鏡或其他儀器測(cè)量試驗(yàn)件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對(duì)應(yīng)的沖擊參數(shù)以及損傷情況。6.1.3.6調(diào)節(jié)試驗(yàn)件架的角度，增大或減小射流沖擊角6.1.3.5，記錄不同射流沖擊角度對(duì)應(yīng)的損傷參數(shù)。6.1.4沖擊頻率影響試驗(yàn)6.1.4.1對(duì)待測(cè)試驗(yàn)件進(jìn)行外觀檢查，有初始缺陷、對(duì)于不符合要求的試驗(yàn)件，應(yīng)予以作廢。6.1.4.2仔細(xì)清潔和干燥試驗(yàn)件，對(duì)于金屬試驗(yàn)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(jìn)行擦洗。對(duì)于非金屬試驗(yàn)件，請(qǐng)咨詢(xún)制造商，了解首選的清潔方法。6.1.4.3按照試驗(yàn)任務(wù)書(shū)設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生射流的速度進(jìn)行預(yù)測(cè)試，通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，將射流速度調(diào)至目標(biāo)值。6.1.4.4將試驗(yàn)件安裝在試驗(yàn)件架上，并加蓋防飛濺罩，對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行沖擊，用高速攝像機(jī)記錄并測(cè)量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗(yàn)件出現(xiàn)目視損傷時(shí)，暫停試驗(yàn)，取下試驗(yàn)件。6.1.4.5用顯微鏡或其他儀器測(cè)量試驗(yàn)件損傷的相關(guān)參數(shù)，記