一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1. 冷熱沖擊試驗(yàn)箱：高溫區(qū)溫度可達(dá) 150℃ - 200℃，低溫區(qū)溫度可達(dá) - 60℃ - - 40℃，溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間在 5 - 10 分鐘內(nèi)，溫度波動(dòng)度小于 ±2℃，能夠滿足飛機(jī)機(jī)翼材料在飛行過程中可能遇到的溫度變化模擬需求。

2. 材料力學(xué)性能測(cè)試設(shè)備：包括電子萬能試驗(yàn)機(jī)（可測(cè)量拉伸、壓縮、彎曲等多種力學(xué)性能，力值精度為 ±1%）、沖擊試驗(yàn)機(jī)（用于測(cè)量材料的沖擊韌性，能量精度為 ±2%）。

3. 微觀結(jié)構(gòu)分析儀器：掃描電子顯微鏡（SEM，分辨率優(yōu)于 3nm）用于觀察材料表面和斷面的微觀結(jié)構(gòu)變化，如裂紋萌生、擴(kuò)展以及材料間的界面情況；X 射線衍射儀（XRD，可分析材料的晶體結(jié)構(gòu)變化）。

4. 熱分析儀器：差示掃描量熱儀（DSC，可測(cè)量材料在加熱和冷卻過程中的熱流變化，溫度精度為 ±0.1℃），用于分析材料的熱穩(wěn)定性和相變情況。

三、實(shí)驗(yàn)樣品

1. 樣品制備

• 選取飛機(jī)機(jī)翼常用的材料，如鋁合金（如 2024、7075 等系列）、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（不同纖維含量和鋪層方式）、鈦合金等。

• 將材料加工成標(biāo)準(zhǔn)的試樣形狀。對(duì)于金屬材料，拉伸試樣尺寸可采用標(biāo)距長(zhǎng)度 50mm，直徑 10mm；沖擊試樣采用標(biāo)準(zhǔn)的夏比 V 型缺口試樣。對(duì)于復(fù)合材料，拉伸試樣根據(jù) ASTM 或 ISO 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制備，尺寸為長(zhǎng) 250mm，寬 25mm，厚度根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)確定。每種材料制備至少 10 個(gè)試樣，用于不同沖擊次數(shù)和性能測(cè)試。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）樣品預(yù)處理

1. 對(duì)制備好的試樣進(jìn)行外觀檢查，確保表面無明顯缺陷、劃痕等。

2. 使用超聲波清洗機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行清洗，去除表面油污和雜質(zhì)，然后在干燥箱中干燥，干燥溫度根據(jù)材料特性設(shè)定（如鋁合金可在 60℃ - 80℃干燥 2 - 4 小時(shí)）。

（二）冷熱沖擊試驗(yàn)設(shè)置

1. 根據(jù)飛機(jī)飛行高度和環(huán)境溫度變化范圍，設(shè)置冷熱沖擊試驗(yàn)箱參數(shù)。高溫設(shè)定為 180℃，低溫設(shè)定為 - 55℃，溫度保持時(shí)間在每個(gè)溫度點(diǎn)均為 30 分鐘，沖擊循環(huán)次數(shù)設(shè)定為 10、20、50、100、200 次。

2. 將預(yù)處理后的試樣放置在試驗(yàn)箱內(nèi)的樣品架上，確保試樣之間有足夠的間隔，避免相互影響，并且試樣放置應(yīng)符合試驗(yàn)箱內(nèi)溫度場(chǎng)均勻性的要求。

（三）性能測(cè)試

1. 力學(xué)性能測(cè)試

• 在經(jīng)過特定次數(shù)的冷熱沖擊后，取出試樣，在室溫下放置 24 小時(shí)，使其溫度和內(nèi)部應(yīng)力均勻化。

• 使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)拉伸試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，加載速度根據(jù)材料類型設(shè)定（如鋁合金拉伸速度為 2mm/min），記錄試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等參數(shù)，并與未進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的原始試樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

• 使用沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)沖擊試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，記錄沖擊吸收能量，并分析沖擊韌性的變化。

2. 微觀結(jié)構(gòu)觀察

• 選取部分經(jīng)過不同沖擊次數(shù)的試樣，使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察材料表面和斷面的微觀結(jié)構(gòu)。點(diǎn)關(guān)注材料內(nèi)部是否有裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展，材料間的界面結(jié)合情況（對(duì)于復(fù)合材料），以及微觀組織的變化（對(duì)于金屬材料）。同時(shí)，使用 X 射線衍射儀（XRD）分析材料晶體結(jié)構(gòu)的變化，判斷是否有新相生成或晶格畸變等情況。

3. 熱分析

• 使用差示掃描量熱儀（DSC）對(duì)試樣進(jìn)行分析，測(cè)量材料在加熱和冷卻過程中的熱流變化。對(duì)比原始材料和經(jīng)過冷熱沖擊后的材料的 DSC 曲線，分析材料熱穩(wěn)定性的變化，如相變溫度、焓變等參數(shù)的變化情況。

（四）數(shù)據(jù)記錄與分析

1. 詳細(xì)記錄每個(gè)試樣在不同沖擊次數(shù)后的力學(xué)性能數(shù)據(jù)、微觀結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果和熱分析數(shù)據(jù)。

2. 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

3. 根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，繪制力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌性等）隨沖擊次數(shù)變化曲線、微觀結(jié)構(gòu)變化圖（SEM 和 XRD 分析結(jié)果）以及熱分析曲線（DSC 結(jié)果），分析飛機(jī)機(jī)翼材料在冷熱沖擊環(huán)境下性能變化的規(guī)律。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1. 在操作冷熱沖擊試驗(yàn)箱時(shí)，要確保設(shè)備的正常運(yùn)行，定期檢查溫度傳感器、加熱和制冷系統(tǒng)的性能，保證溫度沖擊條件的準(zhǔn)確性。

2. 在力學(xué)性能測(cè)試過程中，確保試驗(yàn)機(jī)的夾具與試樣的正確安裝和夾緊，避免在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)打滑或試樣損壞等情況，影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3. 在使用微觀結(jié)構(gòu)分析儀器和熱分析儀器時(shí)，要按照儀器的操作規(guī)程進(jìn)行操作，對(duì)試樣進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ鐕娊鹛幚碛糜?SEM 觀察），確保分析結(jié)果的可靠性。

標(biāo)簽：立式快速溫變?cè)囼?yàn)箱兩箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱三箱式冷熱沖擊試驗(yàn)箱