ICS49.020

CCSV36

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAA2X—2024

零件沖擊試驗方法

第1部分：液滴射流靶向沖擊試驗

Impacttestingmethodforcomponents

Part1：Dropletjettargetedimpacttest

（征求意見稿）

2024-X-XX發(fā)布2024-XX-XX實施

中國航空學(xué)會發(fā)布

T/CSAA2X-2024

目錄

目錄............................................................................1

前言............................................................................2

1范圍..............................................................................1

2規(guī)范性引用文件....................................................................1

3術(shù)語和定義........................................................................1

4一般要求..........................................................................2

4.1試驗?zāi)康?..................................................................2

4.2試驗環(huán)境...................................................................2

4.3試驗人員...................................................................2

4.4試驗件.....................................................................2

4.5試驗項目...................................................................4

5試驗設(shè)備與儀器....................................................................4

5.1分析天平...................................................................4

5.2光學(xué)顯微鏡.................................................................4

5.3烘箱.......................................................................4

5.4水平尺.....................................................................4

5.5測角儀.....................................................................4

5.6射流沖擊設(shè)備...............................................................5

6詳細(xì)要求..........................................................................6

6.1試驗程序...................................................................6

6.2試驗數(shù)據(jù)錄取和處理.........................................................8

6.3試驗數(shù)據(jù)有效性評定.........................................................8

6.4試驗報告...................................................................8

1

T/CSAA2X-2024

零件沖擊試驗方法第1部分：液滴射流靶向沖擊試驗

1范圍

本文件規(guī)定了零件進行液滴射流靶向沖擊試驗的試驗?zāi)康摹⒃囼灜h(huán)境、試驗設(shè)備儀器、試驗人

員、試驗樣品、試驗項目、試驗程序、試驗數(shù)據(jù)錄取和處理、試驗結(jié)果評定、試驗報告等方面要求。

本文件適用于使用射流模擬液滴，對航空零件固體試驗件表面產(chǎn)生重復(fù)靶向沖擊試驗，并對其

造成侵蝕或損傷的試驗測試。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測試。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(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

下列定義的術(shù)語適用于本文件。

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。

3.2

沖擊角度impactangle

水射流速度矢量與沖擊表面法線的夾角。

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)生的射流滿足模擬球形液滴的需求。

3.5

損傷damage

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因暴露于液體沖擊侵蝕中，試驗件受到的任何影響，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

射流頭部接觸試驗件表面時的瞬時速度。

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)生可見損傷時對應(yīng)的液滴沖擊速度。

3.9

絕對損傷閾值速度absolutedamagethresholdvelocity

對于給定的射流等效直徑，當(dāng)沖擊速度小于絕對損傷閾值速度時，無論沖擊次數(shù)為多少，試驗

件都不會發(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)生可見損傷時對應(yīng)的沖擊次數(shù)。

4一般要求

4.1試驗?zāi)康?/p>

利用頭部呈圓弧狀且具有一定曲率的高速射流沖擊，模擬球形液滴對零件固體表面試驗件產(chǎn)生

靶向沖擊試驗，并對其造成侵蝕或損傷。通過記錄并對比不同試驗件的損傷閾值速度，研究不同類

型試驗件的耐液體侵蝕性能。通過觀察試驗件的損傷演化過程，為詳細(xì)研究特定材料損傷的性質(zhì)和

發(fā)展，探究其損傷機制，或研究試驗變量對其損傷的影響提供依據(jù)。

4.2試驗環(huán)境

試驗環(huán)境應(yīng)滿足以下要求：

a)試驗環(huán)境應(yīng)滿足零件服役的真實環(huán)境，或由試驗任務(wù)書規(guī)定。

b)對于試驗溫度有規(guī)定的，應(yīng)在規(guī)定溫度士2℃范圍內(nèi)進行。如果沒有規(guī)定，試驗應(yīng)在23℃

士5℃范圍內(nèi)進行。

4.3試驗人員

試驗人員應(yīng)熟練掌握試驗室的業(yè)務(wù)知識，熟悉試驗設(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，并會正確操作。試驗人員上崗前應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的上崗培訓(xùn)并取得相應(yīng)資質(zhì)。

4.4試驗件

4.4.1試驗件形狀和尺寸

試驗件為平板型，推薦尺寸為200×100（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。其他符合試驗設(shè)備和測試

2

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目的的試驗件類型也可使用。

圖1平板型試驗件

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。

4.4.3試驗件類型

試驗件類型主要有三類：

a)金屬試驗件。

b)復(fù)合材料試驗件。

c)涂層材料試驗件。

4.4.4試驗件制備

4.4.4.1金屬試驗件

金屬試驗件的制備應(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

確保試驗件的平直度和平行度；

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復(fù)合材料驗件

復(fù)合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涂層材料試驗件

涂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。

4.4.5試驗件安裝

試驗件安裝應(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，不妨礙速度測量系統(tǒng)和攝像系統(tǒng)的工作；

b)試驗件夾具應(yīng)能進行角度調(diào)節(jié)，模擬不同角度的射流沖擊，試驗件夾具如圖2所示；

c)試驗件四邊均勻夾持，以減少由于夾持力引起的試驗件局部應(yīng)力（尤其對于脆性材料），

宜使用皮筋或雙面膠將試驗件固定于夾具的試驗件安裝平面上。

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圖2試驗件夾具示意圖

4.4.6標(biāo)識

應(yīng)對試驗件進行標(biāo)識，以相互區(qū)分，且確?？勺匪菪浴?biāo)識不應(yīng)對試驗造成影響，也不應(yīng)受試

驗影響。

4.5試驗項目

4.5.1射流沖擊速度影響試驗

僅改變射流的沖擊速度，以探究射流速度對材料損傷的影響。

4.5.2射流等效直徑影響試驗

僅改變射流等效直徑，以探究射流等效直徑對材料損傷的影響。

4.5.3沖擊角度影響試驗

僅改變射流沖擊角度，以探究沖擊角度對材料損傷的影響。

4.5.4沖擊頻率影響試驗

僅改變射流沖擊頻率，以探究沖擊頻率對材料損傷的影響。

5試驗設(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℃，用于烘干試驗件。

5.4水平尺

精度1mm，用于標(biāo)定高速攝像機。

5.5測角儀

安裝試驗件時測量試驗件的受沖擊角度，精度不低于1°。

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5.6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試驗件產(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、夾具、防飛濺罩組成，可根據(jù)需求配置，如圖3所示。

圖3單射流靶向沖擊裝置示意圖

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、氣室、電磁閥控、炮管等部分組成：

a)空氣壓縮機能力應(yīng)與壓力容器匹配，能在較短時間內(nèi)使壓力容器內(nèi)達(dá)到試驗所需壓力；

b)依據(jù)發(fā)射體的重量和射出速度來設(shè)計氣室的容積和允許工作壓力；

c)電磁閥控應(yīng)在充氣過程中不漏氣，在發(fā)射時保證壓縮空氣在瞬間全部快速通過；

d)炮管應(yīng)是一根內(nèi)壁光滑的鋼管，內(nèi)徑和長度依據(jù)發(fā)射體重量、射出速度及對空氣炮全面性

能的要求來選定。

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)滿足模擬要求的射流，主要由噴嘴、橡膠圓盤和彈體組成：

a)噴嘴的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證其產(chǎn)生的射流形態(tài)滿足要求，噴嘴內(nèi)壁應(yīng)保證較好的

光滑度，射流出口處保證無毛刺；

b)橡膠圓盤的尺寸應(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

高速攝像機用于記錄射流頭部接觸試驗件前的形態(tài)，通過前期標(biāo)定，對射流等效直徑、射流沖

擊速度進行計算。高速攝像機拍攝時，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。

5.6.1.5防飛濺罩

防飛濺罩用于防止試驗時有彈脫或試驗件碎片飛出，應(yīng)在試驗前加蓋于試驗件夾具周圍。

5.6.2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

切割機構(gòu)、高速攝像機、夾具、防飛濺罩組成。如圖4所示。

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圖4連續(xù)射流靶向沖擊裝置

5.6.2.2高速射流發(fā)生裝置

高速射流發(fā)生裝置滿足以下要求：

a)高速射流發(fā)生器主要由數(shù)控超高壓水射流切割機組成，試驗中通過調(diào)節(jié)水泵的壓力旋鈕，

改變水壓，進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)通過改變噴嘴的口徑來改變射流前緣的直徑。

5.6.2.3射流切割機構(gòu)

射流切割機構(gòu)滿足以下要求：

a)射流切割機構(gòu)通過電機帶動邊緣有開孔的旋轉(zhuǎn)圓盤，對水射流進行切割，形成分段水柱以

模擬高速雨滴；

b)通過改變電機的轉(zhuǎn)速或圓盤邊緣的開孔數(shù)，改變射流的沖擊頻率；

c)為防止實驗時水霧濺射損壞電機，將電機與接線裸露部分用聚乙烯塑料包裹起來。

5.6.2.4高速攝像機

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試驗程序

6.1.1射流沖擊速度影響試驗

6.1.1.1對待測試驗件進行外觀檢查，有初始缺陷、對于不符合要求的試驗件，應(yīng)予以作廢。

6.1.1.2仔細(xì)清潔和干燥試驗件，對于金屬試驗件的初始清潔，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。對于非金屬試驗件，請咨詢制造商，了解首選的清潔方法。

6.1.1.3按照試驗任務(wù)書設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對設(shè)備產(chǎn)生射流的速度進行預(yù)測試，通過調(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

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6.1.1.4將試驗件安裝在夾具上，并加蓋防飛濺罩，開始對試驗件進行沖擊，用高速攝像機記錄并測

量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗件出現(xiàn)目視損傷時，暫停試驗，取下試驗件。

6.1.1.5用顯微鏡或其他儀器測量試驗件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對應(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應(yīng)的損傷參數(shù)。

6.1.2射流等效直徑影響試驗

6.1.2.1對待測試驗件進行外觀檢查，有初始缺陷、對于不符合要求的試驗件，應(yīng)予以作廢。

6.1.2.2仔細(xì)清潔和干燥試驗件，對于金屬試驗件的初始清潔，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。對于非金屬試驗件，請咨詢制造商，了解首選的清潔方法。

6.1.2.3按照試驗任務(wù)書設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對設(shè)備產(chǎn)生射流的速度以及等效直徑進行預(yù)測試，通

過調(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，并記錄此時設(shè)備所使用的噴嘴尺寸以及對應(yīng)的射

流等效直徑。

6.1.2.4將試驗件安裝在夾具上，并加蓋防飛濺罩，對試驗件進行沖擊，用高速攝像機記錄并測量射

流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗件出現(xiàn)目視損傷時，暫停試驗，取下試驗件。

6.1.2.5用顯微鏡或其他儀器測量試驗件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對應(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應(yīng)的損傷參數(shù)。

6.1.3沖擊角度影響試驗

6.1.3.1對待測試驗件進行外觀檢查，有初始缺陷、對于不符合要求的試驗件，應(yīng)予以作廢。

6.1.3.2仔細(xì)清潔和干燥試驗件，對于金屬試驗件的初始清潔，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。對于非金屬試驗件，請咨詢制造商，了解首選的清潔方法。

6.1.3.3按照試驗任務(wù)書設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對設(shè)備產(chǎn)生射流的速度進行預(yù)測試，通過調(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將試驗件安裝在試驗件架上，并加蓋防飛濺罩，對試驗件進行沖擊，用高速攝像機記錄并測

量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗件出現(xiàn)目視損傷時，暫停試驗，取下試驗件。

6.1.3.5用顯微鏡或其他儀器測量試驗件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對應(yīng)的沖擊參數(shù)以及損傷情況。

6.1.3.6調(diào)節(jié)試驗件架的角度，增大或減小射流沖擊角度，使其形成一定梯度，重復(fù)步驟6.1.3.3、6.1.3.4、

6.1.3.5，記錄不同射流沖擊角度對應(yīng)的損傷參數(shù)。

6.1.4沖擊頻率影響試驗

6.1.4.1對待測試驗件進行外觀檢查，有初始缺陷、對于不符合要求的試驗件，應(yīng)予以作廢。

6.1.4.2仔細(xì)清潔和干燥試驗件，對于金屬試驗件的初始清潔，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。對于非金屬試驗件，請咨詢制造商，了解首選的清潔方法。

6.1.4.3按照試驗任務(wù)書設(shè)置好相關(guān)環(huán)境條件，對設(shè)備產(chǎn)生射流的速度進行預(yù)測試，通過調(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將試驗件安裝在試驗件架上，并加蓋防飛濺罩，對試驗件進行沖擊，用高速攝像機記錄并測

量射流的速度，待沖擊次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或試驗件出現(xiàn)目視損傷時，暫停試驗，取下試驗件。

6.1.4.5用顯微鏡或其他儀器測量試驗件損傷的相關(guān)參數(shù)，記錄該損傷對應(yīng)的沖擊參數(shù)以及損傷情況。

6.1.4.6調(diào)節(jié)設(shè)備相關(guān)參數(shù)，增大或減小沖擊頻率，使其形成一定梯度，并重復(fù)步驟6.1.4.3