冲蚀磨损对钛基微-纳米结构超疏水表面积冰粘附强度的影响机理研究

Micro/nano structured titanium superhydrophobic surfaces could improve the anti-icing capabilities of the aeroengine, but the erosion of high speed air and solid particles may affect its anti-icing capabilities.Theory analysis, numerical simulation and the experiment analysis method will be applied to study the characteristics of freezing adhesion, strength of the interface,effect of the strain rate and effect of solid particles erosion on the adhesion strength. The research results will provide a solid basis for the validation and the verification for the numerical tools we will develop, and to improve the accuracy of computational models we will apply. The research results will provide solid basis theoretical supports for the anti-icing system design of an aeroengine; it has broad application prospects on engineering application.

利用微纳米加工技术，在钛合金部件表面加工出具有超疏水特性的微-纳米结构，可大大提高航空发动机部件的防冰性能，但在实际使用中冲蚀磨损对其防冰性能的影响机理目前还不清楚。本课题以理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法开展钛基微-纳米结构超疏水表面的积冰粘附特性、界面强度理论、外载加载速率对积冰粘附特性的影响、超疏水表面的冲蚀损伤机理及其对积冰粘附特性和界面强度的影响等方面的研究工作。可为钛基-纳米结构超疏水表面的防冰设计提供理论支持。

利用微纳米加工技术，在钛合金部件表面加工出具有超疏水特性的微-纳米结构，可显著提高航空发动机部件的防冰性能，但在实际使用中冲蚀磨损对其防冰性能的影响机理目前还不清楚。通过本课题的研究，建立了积冰与微-纳米结构超疏水表面之间的界面强度理论模型和数值分析方法；探索了钛基微-纳米结构超疏水表面的冲蚀损伤机理；发展了一种冰/钛界面在静态/动态混合载荷作用下的强度及其试验方法。可为钛基-纳米结构超疏水表面的防冰设计提供理论支持。