飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的可檢性與耐久性分析

任延濤（山東太古飛機(jī)工程有限公司，濟(jì)南 250107）

飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的可檢性與耐久性分析

任延濤
（山東太古飛機(jī)工程有限公司，濟(jì)南 250107）

伴隨航空航天、軍事等領(lǐng)域的快速發(fā)展，飛機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理變得越來越重要。如何提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的可檢查性與耐久性是業(yè)內(nèi)人士需要解決的一個(gè)重點(diǎn)問題。本文主要論述了飛機(jī)機(jī)構(gòu)修理部位的可檢查性，提出了一些提升飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位耐久性的有效對(duì)策，以延長(zhǎng)飛機(jī)使用壽命，提高飛機(jī)飛行安全。

飛機(jī)；修理部位；可檢性；耐久性

0　引言

與地面交通工具不同，飛機(jī)運(yùn)行環(huán)境較為特殊，且受天氣等外界因素影響顯著，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障、問題，需要進(jìn)行及時(shí)恰當(dāng)?shù)男蘩?，以消除故障，保障飛機(jī)可以繼續(xù)使用。但在修理后還需要對(duì)修理部位進(jìn)行可檢查性分析，提升結(jié)構(gòu)耐久性，這是完整修理所必須要進(jìn)行的環(huán)節(jié)。

1　飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的可檢性分析

1.1結(jié)構(gòu)修理的類型

一般的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理主要分為A、B、C三種類型，A類為永久性修理，它不需要補(bǔ)充檢查，B類也為永久性修理，但其需要檢查，C類為臨時(shí)性修理。對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)氣動(dòng)力敏感區(qū)蒙皮損傷的修理，以鑲平修理方法為主，雖然在實(shí)際實(shí)施時(shí)具有較大難度，但這種修理方法既可以保持蒙皮外形輪廓的精確性與表面光滑性，又能夠?yàn)轱w機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位提供最好的可檢性，可以較好的檢測(cè)出修理部位疲勞裂紋損傷情況［1］。

1.2修理部位檢查周期

一般情況下，對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位首次檢查周期的設(shè)定應(yīng)設(shè)定在飛機(jī)原始設(shè)計(jì)使用壽命值的四分之三，但當(dāng)補(bǔ)片終止在桁條上時(shí)就需要適當(dāng)縮短首次檢查期。以修理部位疲勞裂紋損傷檢測(cè)為例，采用低頻渦流檢測(cè)法對(duì)修理部位疲勞處進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)補(bǔ)片厚度逐漸加厚時(shí)，檢查期也應(yīng)適當(dāng)?shù)目s短。另外，對(duì)于修理部位檢查期的確定還需要充分考慮不同機(jī)型，因?yàn)椴煌瑱C(jī)型飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位檢查期的設(shè)定有所差異。

2　提升飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位耐久性的有效對(duì)策

2.1使用強(qiáng)化技術(shù)

不管是在飛機(jī)日常使用過程中還是修理過程中都存在嚴(yán)重疲勞部位。對(duì)于修理部位中的嚴(yán)重疲勞部位，需要使用強(qiáng)化技術(shù)來降低其疲勞度，提升其耐久性，進(jìn)而提升整個(gè)修理部位的耐久性。對(duì)于強(qiáng)化技術(shù)的使用同樣需要依據(jù)構(gòu)件材質(zhì)的不同選用不同的強(qiáng)化技術(shù)，同時(shí)還需要對(duì)孔徑大小進(jìn)行充分考慮，以確保強(qiáng)化技術(shù)的強(qiáng)化作用切實(shí)能夠得到發(fā)揮［2］。例如，鋁合金構(gòu)件適合采用干涉鉚接強(qiáng)化技術(shù)等。在孔徑大小方面，對(duì)于強(qiáng)化技術(shù)的選擇與應(yīng)用有著較為詳細(xì)明確的劃分：對(duì)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位，當(dāng)孔徑小于2cm時(shí)，一般多采用冷擠壓強(qiáng)化技術(shù)；對(duì)于孔徑超過2cm的，一般多采用噴丸強(qiáng)化技術(shù)；對(duì)于緊固件邊距在1.5至2.0D（緊固件直徑）之間的，適合選擇干涉襯套強(qiáng)化技術(shù)；對(duì)于緊固件邊距超過2.0D的，適合采用冷擠壓強(qiáng)化技術(shù)；對(duì)于修理部位中的嚴(yán)重疲勞部位，正常情況下應(yīng)選擇冷擠壓強(qiáng)化技術(shù)，但在某些情況下也可以選擇噴丸強(qiáng)化技術(shù)，具體選擇哪種強(qiáng)化技術(shù)還需要依據(jù)飛機(jī)機(jī)構(gòu)修理部位實(shí)際情況來進(jìn)行。

2.2適當(dāng)減少連接件和補(bǔ)強(qiáng)件的加厚厚度

從飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位耐久性層面考慮，要想修理之后的部位有著較好的耐久性，對(duì)于連接件和補(bǔ)強(qiáng)件的加厚厚度就不宜過大。如果厚度過大，就會(huì)大大影響修理部位的耐久性，因而適當(dāng)減小連接件和補(bǔ)強(qiáng)件的厚度可以有效提升飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的耐久性。需要注意的是，在實(shí)際實(shí)施這一措施時(shí)，還需要依據(jù)不同修理部位和構(gòu)件的不同材質(zhì)減少不同程度的構(gòu)件厚度，這樣才能切實(shí)達(dá)到提升飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位耐久性目的。例如，在修理蒙皮等構(gòu)件時(shí)，對(duì)于該部位內(nèi)的連接件或補(bǔ)強(qiáng)件加厚厚度應(yīng)在原構(gòu)件基礎(chǔ)上增加一級(jí)或二級(jí)厚度，不能過厚；當(dāng)修理立柱等薄壁桿件時(shí)，需要依據(jù)原構(gòu)件的具體材質(zhì)合理確定加厚厚度，若為鋁鋅合金構(gòu)件，則連接件或補(bǔ)強(qiáng)件的加厚厚度應(yīng)以原構(gòu)件的0.35為宜，若為鋁銅合金，則連接件或補(bǔ)強(qiáng)件的加厚厚度應(yīng)以原構(gòu)件的0.25為宜［3］。通過對(duì)修理部位連接件或補(bǔ)強(qiáng)件適當(dāng)?shù)募雍裉幚?，可以有效提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的耐久性。

2.3穩(wěn)定修理部位結(jié)構(gòu)剛度

通過對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位在載荷作用下的受力分析發(fā)現(xiàn)：在正常工作荷載下，修理部位的緊固件與連接件所產(chǎn)生的變形是處于彈性變形范圍內(nèi)，此時(shí)結(jié)構(gòu)兩端的緊固件受力最大；而在極限載荷下，由于緊固件與連接件已處于塑性變形狀態(tài)，因而此時(shí)修理范圍內(nèi)的所有緊固件所受的載荷幾乎是相等的。根據(jù)這一受力特性分析，要想提升飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位的耐久性，就需要增強(qiáng)緊固件與連接件的抗變形能力，即提升修理部位的結(jié)構(gòu)剛度［4］。以改變構(gòu)件的受力情況為切入點(diǎn)，具體可以將受拉應(yīng)力的拼接連接件、構(gòu)件兩端改設(shè)成楔形形狀、層狀或臺(tái)階狀。當(dāng)改設(shè)成楔形形狀時(shí)，其端頭厚度應(yīng)為楔板后的三分之一，長(zhǎng)度應(yīng)小于4個(gè)緊固件長(zhǎng)；當(dāng)改設(shè)成層狀時(shí)，最薄層應(yīng)位于內(nèi)層，以提高間隙版穩(wěn)固性。

3　總結(jié)

飛機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其修理部位的檢查與耐久性提升也是一項(xiàng)復(fù)雜工程。需要依據(jù)不同修理部位，修理具體情況設(shè)置適合的檢查周期，采取有效的措施方法，只有從實(shí)際情況出發(fā)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理部位才能得到較好的檢查，耐久性才能切實(shí)得到提高。因而在實(shí)際修理中應(yīng)以檢查與耐久性提升為重點(diǎn)實(shí)施修理工作。

［1］梁艷勤.民機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理容限與修理后適航符合性驗(yàn)證研究［D］.上海交通大學(xué)，2011.

［2］王遠(yuǎn)達(dá)，梁永勝，王宏偉.飛機(jī)結(jié)構(gòu)的耐久性與損傷容限設(shè)計(jì)［J］.飛機(jī)設(shè)計(jì)，2009（01）:37-43.

［3］馮康軍.飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷容限評(píng)定及適航審定技術(shù)研究［D］.南京航空航天大學(xué)，2010.

［4］張旭.機(jī)翼結(jié)構(gòu)耐久性/損傷容限與可靠性綜合分析方法及應(yīng)用軟件研究［D］.沈陽航空工業(yè)學(xué)院，2010.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.234

任延濤（1982-），男，山東濟(jì)南人，本科，工程師，主要從事民航飛機(jī)及公務(wù)機(jī)技術(shù)管理工作。