EFFECT OF LOCAL CORROSION ON MECHANICAL PROPERTIES OF THE POROUS STRUCTURE

ZOU Junling; DENG Qingtian; LI Xinbo; SONG Xueli

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.001

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EFFECT OF LOCAL CORROSION ON MECHANICAL PROPERTIES OF THE POROUS STRUCTURE

·Experimental Research·Testing Technology· | 更新时间：2025-04-03

- EFFECT OF LOCAL CORROSION ON MECHANICAL PROPERTIES OF THE POROUS STRUCTURE
- Journal of Mechanical Strength Vol. 47, Issue 3, Pages: 1-10(2025)
- 作者机构：
  
  1.长安大学理学院，西安 710064
  2.西安市结构损伤数字化检测技术重点实验室，西安 710064
- 作者简介：
  
  DENG Qingtian, E-mail: dengqt@chd.edu.cn
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China-Chinese Academy of Engineering Physics NSAF Joint Fund(U1930204)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.001
  CLC： TB24
- Received：28 June 2023，
  
  Revised：24 July 2023，
  
  Published：15 March 2025
- 稿件说明：
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邹俊岭，邓庆田，李新波，等. 局部腐蚀对多孔结构力学性能的影响［J］. 机械强度，2025，47（3）：1-10.

ZOU Junling，DENG Qingtian，LI Xinbo，et al. Effect of local corrosion on mechanical properties of the porous structure［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（3）：1-10.
邹俊岭，邓庆田，李新波，等. 局部腐蚀对多孔结构力学性能的影响［J］. 机械强度，2025，47（3）：1-10. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.001.

ZOU Junling，DENG Qingtian，LI Xinbo，et al. Effect of local corrosion on mechanical properties of the porous structure［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（3）：1-10. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.001.

摘要

采取液滴法引入二氯甲烷溶液作为腐蚀介质，基于不同孔隙率的正四边形、正六边形和内凹形结构，分析了不同腐蚀周期和区域对聚乳酸（Polylactic Acid

PLA）多孔结构力学性能的影响，并结合有限元仿真结果进行对比分析。结果表明，内凹形多孔结构板受腐蚀周期的影响最小，其余两种结构受其影响有赖于孔隙率的大小；孔隙率72%的正六边形结构单胞元腐蚀缺陷承载能力最弱，内凹形结构的承载能力最强；孔隙率54%的正四边形结构受单胞元腐蚀影响最大；正六边形结构单胞元扩大区域腐蚀相比单胞元腐蚀承载能力较弱，正四边形结构单胞元扩大区域腐蚀相比单胞元腐蚀承载能力较强。

Abstract

Dichloromethane solution was introduced as the corrosion medium by the liquid drop method.Based on the regular quadrilateral

regular hexagon and concave structures with different porosities，the effects of different corrosion cycles and areas on the porous structural mechanical properties of polylactic acid (PLA) were analyzed by comparing with the finite element simulation results.The results show that concave porous structure plate is the least affected by the corrosion cycle

while the other two structures are affected by it depending on the size of the porosity.The hexagonal structure with a porosity of 72% has the weakest corrosion defect bearing capacity

while the concave structure has the strongest bearing capacity.The regular quadrilateral structure with a porosity of 54% is most affected by the single cell corrosion.The corrosion bearing capacity of the expanded area of a single cell in a regular hexagonal structure is weaker than that of a single cell

while the corrosion bearing capacity of the expanded area of a single cell in a regular quadrilateral structure is stronger than that of a single cell.

关键词

Keywords

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付君健，徐勇，周祥曼，等 . 基于联合仿真的曲面共形多孔结构拓扑优化方法［J］. 北京航空航天大学学报， 2024 ， 50 （ 9 ）： 2781 - 2790 .

FU Junjian ， XU Yong ， ZHOU Xiangman ， et al . Topological optimization method for conformal cellular structures on surfaces based on co-simulation ［J］. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics ， 2024 ， 50 （ 9 ）： 2781 - 2790 . （In Chinese）

胡传丰，任靖雯，胡慧，等 . 基于等几何分析的参数多孔结构拓扑优化［J］. 吉林大学学报（理学版）， 2021 ， 59 （ 1 ）： 65 - 76 .

HU Chuanfeng ， REN Jingwen ， HU Hui ， et al . Topology optimization for parametric porous structure based on iso-geometric analysis ［J］. Journal of Jilin University （Science Edition）， 2021 ， 59 （ 1 ）： 65 - 76 . （In Chinese）

WANG B ， YANG M S ， ZHANG D Y ， et al . Alternative approach for imperfection-tolerant design optimization of stiffened cylindrical shells via energy barrier method ［J］. Thin-Walled Structures ， 2022 ， 172 ： 108838 .

NEČEMER B ， KRAMBERGER J ， VUHERER T ， et al . Fatigue crack initiation and propagation in reentrant auxetic cellular structures ［J］. International Journal of Fatigue ， 2019 ， 126 ： 241 - 247 .

张冬云，胡松涛，陈润平，等 . 3D打印Ti6Al4V多孔材料压缩性能［J］. 北京工业大学学报， 2021 ， 47 （ 11 ）： 1275 - 1283 .

ZHANG Dongyun ， HU Songtao ， CHEN Runping ， et al . Compressive properties of 3D printed Ti6Al4V porous materials ［J］. Journal of Beijing University of Technology ， 2021 ， 47 （ 11 ）： 1275 - 1283 . （In Chinese）

王炳琛，刘玲 . 电热效应对碳纳米管修饰碳纤维复合材料剪切性能的影响［J］. 复合材料科学与工程， 2021 （ 3 ）： 82 - 87 .

WANG Bingchen ， LIU Ling . Influence of electrothermal effect on the shear properties of carbon nanotube modified carbon fibrous compo-sites ［J］. Composites Science and Engineering ， 2021 （ 3 ）： 82 - 87 . （In Chinese）

张兰，王翔，刘军，等 . 3D打印钛合金骨小梁多孔结构的拉伸性能［J］. 中国组织工程研究， 2020 ， 24 （ 22 ）： 3498 - 3503 .

ZHANG Lan ， WANG Xiang ， LIU Jun ， et al . Tensile properties of three-dimensional printed porous titanium alloy trabecular bone ［J］. Chinese Journal of Tissue Engineering Research ， 2020 ， 24 （ 22 ）： 3498 - 3503 . （In Chinese）

王歧山，何川，陈旭 . 金属工程材料腐蚀疲劳行为研究进展［J］. 材料导报， 2023 ， 37 （ 1 ）： 218 - 226 .

WANG Qishan ， HE Chuan ， CHEN Xu . Research progress of corrosion fatigue behavior of metal engineering materials ［J］. Materials Reports ， 2023 ， 37 （ 1 ）： 218 - 226 . （In Chinese）

JIN Y F ， WAN Y ， LIU Z Q . Surface polish of PLA parts in FDM using dichloromethane vapour ［C］. MATEC Web of Conferences ， 2017 ， 95 ： 05001 .

AO Q B ， TANG H P ， WANG J Z ， et al . Corrosion behavior of sintered 316L stainless steel fibre porous felt ［J］. Rare Metal Materials and Engineering ， 2014 ， 43 （ 10 ）： 2344 - 2348 .

蒋稳，邹宇，伍建春，等 . 腐蚀液配方对刻蚀高阻硅多孔阵列结构形貌影响的研究［J］. 功能材料， 2013 ， 44 （ 15 ）： 2222 - 2226 .

JIANG Wen ， ZOU Yu ， WU Jianchun ， et al . Effects of solution composition on morphology of macropore arrays etched by e lectrochemical etching on high ρ n-Si ［J］. Journal of Functional Materials ， 2013 ， 44 （ 15 ）： 2222 - 2226 . （In Chinese）

ZHANG Y H ， TAO Y K ， SHAO J . Application of porous materials for the flow field in polymer electrolyte membrane fuel cells ［J］. Journal of Power Sources ， 2021 ， 492 ： 229664 .

妙远洋，吕胜利 . 航空铝合金力学与电化学耦合点蚀损伤模型研究［J］. 固体力学学报， 2019 ， 40 （ 2 ）： 137 - 146 .

MIAO Yuanyang ， LÜ Shengli . Micromechanics-based modeling of pitting corrosion damage in aero aluminum alloy ［J］. Chinese Journal of Solid Mechanics ， 2019 ， 40 （ 2 ）： 137 - 146 . （In Chinese）

马剑军，刘肖，王恒 . 力学-电化学交互作用下E690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率理论模型［J］. 机械工程材料， 2022 ， 46 （ 6 ）： 57 - 63 .

MA Jianjun ， LIU Xiao ， WANG Heng . Corrosion fatique crack growth rate theoretical model of E690 steel under mechanics-electrochemistry interaction ［J］. Materials for Mechanical Engineering ， 2022 ， 46 （ 6 ）： 57 - 63 . （In Chinese）

李嘉栋，陈超，张世贵，等 . 不同应力条件下不锈钢局部腐蚀行为的研究进展［J］. 表面技术， 2021 ， 50 （ 3 ）： 101 - 115 .

LI Jiadong ， CHEN Chao ， ZHANG Shigui ， et al . Research progress on localized corrosion behavior of stainless steel under different stress conditions ［J］. Surface Technology ， 2021 ， 50 （ 3 ）： 101 - 115 . （In Chinese）

TOKUDA S ， MUTO I ， SUGAWARA Y ， et al . Pit initiation on sensitized Type 304 stainless steel under applied stress：correlation of stress，Cr-depletion，and inclusion dissolution ［J］. Corrosion Science ， 2020 ， 167 ： 108506 .

YANG Z Y ， ZANG L L ， DOU T W ， et al . Asymmetric cellulose/carbon nanotubes membrane with interconnected pores fabricated by droplet method for solar-driven interfacial evaporation and desalination ［J］. Membranes ， 2022 ， 12 （ 4 ）： 369 .

李久青，杜翠薇 . 腐蚀试验方法及监测技术［M］. 北京：中国石化出版社， 2007 ： 72 - 74 .

LI Jiuqing ， DU Cuiwei . Corrosion test method and monitoring technology ［M］. Beijing ： China Petrochemical Press ， 2007 ： 72 - 74 . （In Chinese）

BHAGWAT Y ， NAYAK G ， PANDIT P ， et al . Corrosion analysis of RCC beam using simplified FEM model ［J］. IOP Conference Series：Earth and Environmental Science ， 2022 ， 1084 （ 1 ）： 012072 .

邹斌 . 基于ABAQUS软件的管道外防腐蚀层修复技术综合性能分析［J］. 材料保护， 2020 ， 53 （ 10 ）： 20 - 24 .

ZOU Bin . Comprehensive performance analysis of pipeline external coating repair technology based on ABAQUS software ［J］. Materials Protection ， 2020 ， 53 （ 10 ）： 20 - 24 . （In Chinese）

XU L Y ， CHENG Y F . Development of a finite element model for simulation and prediction of mechanoelectrochemical effect of pipeline corrosion ［J］. Corrosion Science ， 2013 ， 73 ： 150 - 160 .

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