損傷容限型鈦合金板材標(biāo)準(zhǔn)目次

參考資料：

損傷容限型鈦合金板材制定背景

隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)理念由單純靜強(qiáng)度向損傷容限設(shè)計(jì)原則發(fā)展，鈦合金材料也逐步由追求單一高強(qiáng)度或疲勞性能向高韌性、低裂紋擴(kuò)展速率等損傷容限型綜合高性能方向發(fā)展。中國(guó)已成功研制了TA15、TC4ELI等損傷容限型鈦合金板材，已在戰(zhàn)斗機(jī)、大型軍用運(yùn)輸機(jī)等航空產(chǎn)品上得到了廣泛應(yīng)用。截止2019年，中國(guó)尚未建立損傷容限型鈦合金板材的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，給生產(chǎn)單位和需求單位帶來(lái)很大的不便，且不利于產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。鑒于此，制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《損傷容限型鈦合金板材》（GB/T 38988-2020）。

損傷容限型鈦合金板材編制進(jìn)程

• 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

2018年10月16日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《損傷容限型鈦合金板材》（20173769-T-610）下達(dá)，項(xiàng)目周期24個(gè)月，由中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)提出，由TC243（全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）歸口上報(bào)，TC243SC4（全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)粉末冶金分會(huì)）執(zhí)行，主管部門為中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)。

• 發(fā)布實(shí)施

2020年7月21日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《損傷容限型鈦合金板材》（GB/T 38988-2020）由中華人民共和國(guó)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布。

2021年6月1日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《損傷容限型鈦合金板材》（GB/T 38988-2020）實(shí)施。

損傷容限型鈦合金板材制定依據(jù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《損傷容限型鈦合金板材》（GB/T 38988-2020）依據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

損傷容限型鈦合金板材起草工作

主要起草單位：寶鈦集團(tuán)有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院、寶雞鈦業(yè)股份有限公司、中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司。

主要起草人：王勤波、陳海濤、張江峰、馮軍寧、胡志杰、嚴(yán)學(xué)波、高頎、賈栓孝、馬忠賢、黃杰、白智輝、解晨、劉旭、馮永琦。

《損傷容限型鈦合金板材》（GB/T 38988-2020）規(guī)定了損傷容限型鈦合金板材的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存、質(zhì)量證明書(shū)和訂貨單（或合同）內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)適用于軋制方法生產(chǎn)的損傷容限型鈦合金板材。

參考資料：

《損傷容限型鈦合金板材》（GB/T 38988-2020）的實(shí)施，有利于滿足中國(guó)航空用損傷容限型鈦合金板材使用，進(jìn)一步推動(dòng)航空航天用鈦合金產(chǎn)品的研制、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用，對(duì)中國(guó)國(guó)內(nèi)航空工業(yè)的發(fā)展極具重大意義。

損傷容限分析包括剩余強(qiáng)度分析和損傷增長(zhǎng)分析。剩余強(qiáng)度分析方法，迄今只有含各種缺陷試樣的拉伸剩余強(qiáng)度和含穿透缺陷的厚試樣(破壞前不失穩(wěn))的壓縮剩余強(qiáng)度工程估算方法。含其他缺陷(例如以分層為主要特征的沖擊損傷)試樣的壓縮剩余強(qiáng)度估算，可用基于層間應(yīng)變能釋放率的“分層斷裂力學(xué)”來(lái)解決，但這種方法仍處在研究階段。而對(duì)損傷增長(zhǎng)速率的分析，至今仍沒(méi)有可靠的方法。因此，對(duì)這些問(wèn)題，主要是借助多層次的試驗(yàn)加以解決。

分析中通常采用的簡(jiǎn)化原則包括以下兩點(diǎn)。

①所有分層簡(jiǎn)化為直徑與實(shí)際缺陷最大長(zhǎng)度尺寸相當(dāng)?shù)膱A形分層；

②至少有一層纖維斷裂的各種缺陷/損傷，簡(jiǎn)化為直徑與實(shí)際缺陷/損傷面內(nèi)最大長(zhǎng)度尺寸相當(dāng)?shù)膱A孔。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)為了擺脫沖擊所帶來(lái)的威脅，以沖擊壓縮破壞曲線的門檻值為基礎(chǔ)確定其設(shè)計(jì)許用應(yīng)變。其結(jié)果是不得不把復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的工作應(yīng)變限制在很低的水平上，使復(fù)合材料的潛力無(wú)法得到發(fā)揮。實(shí)際上，雖然復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在制造和使用過(guò)程中遇到外來(lái)物沖擊是不可避免的，但終究這種沖擊是局部的。不應(yīng)該為保證這一局部的強(qiáng)度而限制所有未受沖擊的結(jié)構(gòu)部位的工作應(yīng)變，因?yàn)檫@顯然是不合理的，也是過(guò)于保守的。當(dāng)然，問(wèn)題

出在遭受沖擊的部位的隨機(jī)性和不確定性上。為了提高設(shè)計(jì)許用應(yīng)變，一個(gè)很有希望的途徑是，在確定設(shè)計(jì)許用應(yīng)變值時(shí)暫不考慮沖擊這個(gè)因素，而把沖擊損傷直接引人到結(jié)構(gòu)中去設(shè)計(jì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。然后，考慮到遭受沖擊的部位的隨機(jī)性，把沖擊損傷引入到結(jié)構(gòu)中的最危險(xiǎn)部位，這對(duì)設(shè)計(jì)是偏安全的。這樣就把沖擊影響限制在局部范圍內(nèi)，使復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以在整體上大大提高其工作應(yīng)變，這必將大幅度減輕結(jié)構(gòu)重量。

鑒于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分析方法還不夠成熟，分析的精度還不能令人滿意，因此，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的完整性驗(yàn)證顯得尤為重要。

試驗(yàn)完成后由試驗(yàn)承擔(dān)單位編寫(xiě)疲勞和損傷容限試驗(yàn)的試驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告包括試驗(yàn)總情況及進(jìn)展情況，其主要內(nèi)容為：

①試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)依據(jù)及試驗(yàn)進(jìn)展情況；

②試驗(yàn)方法、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)載荷譜、加載方法；

③試驗(yàn)結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障或損傷及對(duì)應(yīng)的載荷循環(huán)數(shù)，損傷的部位及尺寸大小、方向和起止點(diǎn)．裂紋擴(kuò)展規(guī)律；

④剩余強(qiáng)度試驗(yàn)載荷、結(jié)論；

⑤試驗(yàn)件修理情況；

⑥試驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論，對(duì)批量生產(chǎn)件必須更改的建}義，對(duì)各種特殊破壞進(jìn)行討論，報(bào)告

附略圖及照片。2100433B

有關(guān)復(fù)合材料的疲勞損傷模型大致可以分為三類：第一類模型不考慮實(shí)際的性能劣化機(jī)理，使用S－N 曲線或類似的圖，提供若干疲勞破壞準(zhǔn)則；第二類是剩余剛度或剩余強(qiáng)度的表象模型；第三類是損傷發(fā)展模型，使用一個(gè)或多個(gè)可測(cè)的能衡量損傷情況的變量。2100433B