飞机结构与修理第六章飞机结构的损伤及其检测

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1、下篇飞机结构修理第六章飞机结构的损伤及其检测§6－1飞机结构的损伤一、观察飞机结构有哪些种类的损伤？提示：1.飞机结构包括各种材料结构件、紧固件及连接接头；2.各种损伤（处）外表有什么特征？§6－1飞机结构的损伤一、损伤的基本类型(一)按损伤程度分类按损伤程度可以分为三类：●可允许损伤●可修理损伤●不可修理损伤。1．可允许损伤结构件中存在损伤，但不需要做任何修理或仅需做简单修理，这种不要求做补强修理或更换损伤结构件的损伤称为可允许损伤。2．可修理损伤结构损伤较严重，需要进行加强修理，这类损伤称为可修理损伤。3．不可修理损伤结构损伤严重，已不能修复，

2、或者进行修理在经济上不合算，在这种情况下需局部或整体更换损伤件，达到排除故障的目的，这种损伤称为不可修理损伤。(二)按损伤原因分类有6种1．飞机非正常使用所造成的损伤飞机在飞行和起飞、着陆过程中，由于某种原因，使飞机产生过大的使用过载，常常会造成飞机结构的损伤。例如，飞机进入急盘旋所造成的操纵面损伤，飞机粗猛着陆所造成的起落架及邻近结构的损伤等。当作用在蒙皮上的局部气动载荷过大时，蒙皮可能会产生显著的鼓胀或下陷。2．非正常维护行为所造成的损伤飞机在停机或维护过程中，由于非正常的维护行为或其他原因，也可能造成飞机结构的损伤。例如，刮伤、划伤及撞伤等。

3、3．交变载荷所造成的疲劳损伤由交变载荷所造成的疲劳损伤是飞机结构的常见损伤。有80%以上是因交变载荷引起的疲劳裂纹损伤。4．各种使用环境所造成的腐蚀损伤飞机在使用过程中，腐蚀环境，使飞机结构产生腐蚀。例如，沿海地区的氯化物、潮湿空气、水分以及其它污染液(酸液、碱液、水银以及牲畜的粪、尿等)对飞机结构的腐蚀。5．摩擦损伤飞机结构件之间的相对摩擦，会造成摩擦损伤，也常导致产生磨损疲劳裂纹。6．紧固件松动损伤飞机结构件之间通常采用铆钉或螺栓(或螺钉)连接在一起。这些紧固件长期在交变载荷、腐蚀环境以及振动环境影响下，可能产生松动损伤。二、飞机结构裂纹损伤的

4、类型及特征应力腐蚀裂纹常见的裂纹疲劳裂纹腐蚀疲劳裂纹等。1.应力腐蚀裂纹应力腐蚀是指处于应力状态下的材料,在腐蚀介质中使腐蚀加速的腐蚀形式。由应力腐蚀产生的裂纹称为应力腐蚀裂纹。应力腐蚀通常发生在腐蚀环境中受拉伸载荷的金属结构上。结构中的应力可以是由于热处理过程中冷却方法不正确而引起的,也可以是由于紧固件的干涉配合而引起的。处于长期拉应力状态的金属构件,一旦受到应力腐蚀,对裂纹是很敏感的。早期迹象可能出现一个或几个点坑。一旦裂纹产生,发展的速度就较快。应力腐蚀一般局限于由易受腐蚀材料制成的锻件、厚的挤压件和其他厚截面的构件上，即应力腐蚀局限于平面应

5、变占主导地位的构件。此外,应力腐蚀还经常发生在承力蒙皮的铆钉、压入衬套的周围和管道的锥形接头等部位。从宏观看应力腐蚀断裂的断口一般有三个区：●开裂源区●应力腐蚀裂纹的扩展区●瞬时断裂区(1)开裂源区该区的断口腐蚀较为严重，开裂源的根部往往有蚀坑。铝合金的应力腐蚀裂纹几乎都是沿着晶界发生的。(2)应力腐蚀裂纹的扩展区这是应力腐蚀裂纹缓慢扩展过程中所形成的区域。这一缓慢扩展过程是材料的组织与应力及介质相互作用的过程。(3)瞬时断裂区应力腐蚀裂纹的断口是粗糙不平的。而这种不平度是随着材料的组织与晶粒度而变化的。由于腐蚀产物的存在，在应力腐蚀断口上，可以明

6、显看到，裂纹缓慢扩展区和因为构件的有效截面不能承受载荷而瞬时断裂的区域是截然不同的。应力腐蚀裂纹通常宽度较窄，不易引起人们注意，又被腐蚀产物覆盖，所以很难发现，有时必须采用无损探伤技术进行检查。构件发生应力腐蚀断裂时，常常是在事先没有明显预兆的情况下突然发生，因此对飞机的飞行安全危害较大。2．疲劳裂纹材料在交变载荷(或应力)作用下，当循环应力超过材料的疲劳强度时，在材料表面将引发裂纹，该裂纹称为疲劳裂纹(或称机械疲劳裂纹)。疲劳裂纹逐步扩展而发生的断裂叫做疲劳断裂。疲劳断裂三个阶段：（1）疲劳裂纹的产生（2）稳定扩展（3）瞬时断裂疲劳断裂在宏观上属

7、脆性断裂，所以构件的疲劳断裂通常是突然发生的。这种断裂方式给构件失效前的预报和预防工作带来极大的困难。典型的疲劳破坏断口按照断裂过程有三个区域：疲劳源、疲劳裂纹稳定扩展区及瞬时断裂区，如图6一1所示。(1)疲劳裂纹源区疲劳源是疲劳裂纹的起点，常发生在表面，特别是应力集中严重的地方；构件间相互擦伤的地方也常是疲劳裂纹开始的地方；如果构件内部存在缺陷(如脆性夹杂物、空洞、化学成分偏析等，也可在亚表面或内部发生；另外，当表面存在足够高的残余应力时，裂纹源也可在亚表面产生。通常用肉眼或低倍放大镜就能大致断定裂纹源的位置。疲劳源在整个疲劳断面中所占的比例很小

8、，它多呈半圆形或半椭圆形。疲劳源的数目可能是一个，也可能是多个。一般应力水平较高，应力集中系数较大时，容易出现多个疲劳源。