基于图像的腐蚀损伤及疲劳寿命研究

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1、第31卷2010年第1期1月航空学报ACTAAERoNAUTICAETASTRONAUTlCASINICAVoL31NO．1Jan．2010文章编号：1000-6893(2010)01—0131—05基于图像的腐蚀损伤及疲劳寿命研究胡家林1，陈跃良2，张玎1，杨茂胜1(1．海军航空工程学院研究生队，山东烟台264001)(2．海军航空工程学院青岛分院，山东青岛266041)AnalysisofCorrosionDamageandFatigueLifeBasedonCorrosionImageHuJialinl，ChenYuelian92，Z

2、hangDin91，YangMaoshen91(1．PostgraduateTeam，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai264001，China)(2．QingdaoBranch，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Qingdao266041，China)摘要：在实验室环境下，对航空LYl2CZ铝合金试件进行了腐蚀试验，然后采用图像处理的方法，提取了孔蚀率、点蚀坑分形维数、点蚀坑半径3种腐蚀形貌特征值，通过灰色预测方法对腐蚀

3、形貌特征值与腐蚀损伤之间的关系进行了研究，得到了基于形貌特征值的GM(1，3)腐蚀损伤预测模型。在此基础上，利用AFGROW软件建立了断裂力学模型，对不同腐蚀形貌特征条件下LYl2CZ试件的疲劳寿命进行了计算与讨论。结果表明，试件的疲劳寿命与其表面腐蚀形貌密切相关，3种腐蚀形貌特征值均与试件的疲劳寿命负相关。此外，基于腐蚀形貌特征值计算得到的疲劳寿命值与利用实测点蚀坑深度计算得到的疲劳寿命值吻合较好，平均相对误差为8．84％。关键词：腐蚀图像；数字图像处理；腐蚀形貌特征；腐蚀损伤；疲劳寿命；灰色模型；铝合金中图分类号：V252；TGl71文

4、献标识码：AAbstract：Corrosionmorphologyimageisoneofthemostimportantfeaturesfortheevaluationofthecorrosivi-tyofamaterial．Bymeansofanopticalmicroscope，thecorrosionmorphologyimagesaswellasthepitdepthsofLYl2CZsamplesexposedtOexperimentalenvironmentsarecaptured．Afterdigitalimageproc

5、essing，thecolortypesoftheseimagesaretransformed，andthenthreekindsofcorrosionmorphologycharacteristicsareextracted．ByusingaGM(1，3)greymodel，therelationshipbetweenthefeaturesofcorrosionmorphologyimagesandpitdepthsarestudied，andamodelbasedonthemorphologycharacteristicsisestab

6、lishedwhichcanpredictthepitdepth．Basedonthismodel，afracturemechanicsmethodwhichtreatedpittingascracksisestablishedbythesoftwareAFGROW。whichisusedtopredictthefatiguelifeofLYl2CZsamples．There-suitsshowthatthereisgoodagreementbetweenthemeasuredpitsizesandthepredicteddatabased

7、onthegreymodel．Moreover，thefatiguelivescalculatedbasedoncorrosionmorphologycharacteristicsarereasonableascomparedwiththeresultscalculatedaccordingtOexperimentaldata，theaveragerelativeerrorbeing8．840A．Keywords：corrosionimage；digitalimageprocessing；corrosionmorphologycharact

8、eristic；corrosiondamage；fatiguelife；greymodel；aluminumalloys腐蚀是飞机结构的一种主要损伤形式，是飞行故障及灾难的主要原