航空铝合金(如2xxx和7xxx)由于强度高,重量轻被广泛用于飞机机身框架,舱壁和机翼表面。然而,这些合金在服役期间,容易产生局部腐蚀现象。为改进腐蚀管理方法,保障飞机安全经济运行,深入认识局部腐蚀对铝合金损伤演化和裂纹扩展的影响具有重要意义。本文开展了预腐蚀铝合金损伤演化实验分析。对含不同程度预腐蚀损伤的铝合金试件进行了单轴拉伸实验,结合数字图像相关方法(DIC)和扫描电镜(SEM)断口分析,研究了预腐蚀对材料损伤演化和裂纹扩展的影响。DIC应变图给出了裂纹萌生和扩展的时空演化特征,断口形貌识别关键损伤区的腐蚀坑形状和尺寸。实验发现,预腐蚀导致材料表观刚度,强度和延展性的下降;局部腐蚀影响了材料损伤位置、裂纹萌生、联合以及断裂路径,关键损伤区域的演化主导了整个断裂过程;关键损伤区域存在明显的蚀坑,并且蚀坑尺寸随着腐蚀时间增加而变大。失效分析显示,在拉应力作用下,材料局部腐蚀处由于应力集中产生微裂纹损伤,此外空隙在杂质和第二相粒子上成核。腐蚀损伤和空洞损伤进一步加剧、联结,导致最终的断裂。利用上述实验方法进一步研究了预腐蚀对材料宏观裂纹扩展的影响。进行了不同预腐蚀时间下,含预制裂纹铝合金试件的单轴拉伸实验。当预腐蚀时间为4小时,试件加载曲线差别不大,当腐蚀时间达到6小时,试件最大载荷和最大的位移有了明显的下降。DIC结果显示,对于未腐蚀试件,预制裂纹主导了试件断裂过程;对于预腐蚀4小时试件,腐蚀导致裂纹发生偏折,影响了裂纹扩展路径;对于预腐蚀6小时试件,腐蚀导致了次裂纹的出现。断口分析显示,关键损伤区域存在腐蚀特征和材料脆化特征。论文开展了预腐蚀铝合金裂纹萌生与扩展微观实验研究。对两种不同腐蚀时间下的铝合金试件进行了扫描电镜下的原位拉伸实验,观测材料裂纹萌生与扩展规律。实验发现微裂纹主要在缺口、蚀坑处萌生,腐蚀时间越长,微裂纹数量越多。源于缺口的微裂纹,与其临近蚀坑微裂纹联合,形成主裂纹。对于腐蚀0.5小时试件,由于蚀坑数量少,尺寸小,蚀坑对主裂纹的扩展影响较少,主裂纹的扩展主导整个断裂过程。而对于腐蚀1小时试件,蚀坑微裂纹对主裂纹的扩展方向与路径产生了重要影响,多条微裂纹的扩展、联合导致了试件的最终断裂。