某型飞机前起落架收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析

《某型飞机前起落架收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、洪都科技HONGDUSCIENCEANDTECHNOLOGY2007·设计与工艺·某型飞机前起落架收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析陈水根彭志军张志林(洪都航空工业集团)摘要从断口理化分析、故障件检查、静强度、压杆失稳、出现裂纹后的剩余强度以及特殊受载情况等方面对耳环螺栓断裂故障进行了综合分析，找出了耳环螺栓断裂的原因。关键词耳环螺栓断裂压杆失稳剩余强度FailureAnalysisonAircraftNoseLandingGearActuatingCylinderEyeletBoltFractureChenShuigenPengZhijunZhangZh

2、ilin(HongduAviationIndustryGroup)AbstractThispaperanalyseseyeletboltfracturefailurebyphysicalandchemicalanaly—sis，failuredetection，staticstrength，rodbuckling，remainingstrengthofthecrackedpart，specialloadingandothermethodstofindoutthepossiblecauseofeyeletboltstructurefracture．Key

3、wordsEyeletboltfractureRodbucklingRemainingstrength1故障情况2006年3月8日，某飞行学院组织昼间飞行，某型飞机028号机着陆后，前起落架收放作动筒耳环螺栓发生断裂，这架飞机总飞行时间为1068小时29分钟，总飞行起落为1580(相当于约3000次着陆)。飞参记录显示：飞机着地前，放起落架正常，42分56秒，飞机两点接地，速度为187km／h，主轮接地信号连续，42分59秒，速度为175km／h，前起落架放下信号消失。2断口理化分析及故障件检查2．1断口理化分析洪都科技2007事故发生后，对耳环螺栓故

4、障件进行了硬度检查、化学成分分析、金相组织检查，检查和分析表明：耳环螺栓故障件符合相应的材料及零件设计要求。从宏观断口和微观断口综合分析，该断口起始于耳环起第7个螺纹处，并且起始处存在疲劳条带。疲劳裂纹起始于螺纹根部和止动槽的相交点，长度占螺纹的四分之一圆周，即裂纹长度为1T×10．103／4=7．9mm，深度为0．2mm。从宏观变形特征看，耳环螺栓存在明显塑性变形(见图1)，说明耳环螺栓在很大的弯曲载荷作用下，弯曲应力超过材料的强度而发生断裂。2．2收放作动筒检查和试验对发生耳环螺栓断裂的收放作动筒进行了检查和压力试验，结果如下：①收放作动筒外观无碰

5、伤，活塞杆前端螺母未冲点保险(出厂状态均冲点保险，未冲点保险属使用方拆动)；②按技术要求用2942N压力检查上锁的牢固性，均能满足要求，分解前端螺母，将套筒从外筒内移出，作动筒在全伸展状态下，上锁情况良好；③将作动筒进行分解，分解过程中无卡滞现象，所有的零件外观均无擦伤，外筒内腔完好；图1耳环螺栓破坏照片④对作动筒重新装配复原，换上外场普查裂纹较严重的耳环螺栓，作动筒全伸展上锁后，在压力机上施加轴向载荷，当加载到5．4吨载荷时，耳环螺栓断裂，断口形状与故障件类似，耳环螺栓有永久塑性变形。3耳环螺栓强度分析3．1静强度分析某型飞机液压系统压力为21MPa

6、，收上状态作动筒的活塞面积为790．9mm，放下状态作A-A图2耳环螺栓2第1期陈水根彭志军等：某型飞机前起落架收放作动筒耳环螺栓断裂故障分析动筒的活塞面积为1017．88m／／12故收放作动筒在液压压力作用一『=能发出的使用载荷为：收上状态P=21×790．9=16609N放下状态Pf==21×1017．88=21375N静强度校核安全系数f取1．5。a)螺栓本体强度校核拉应力==294．6MPa压应力盯=：379．2blPab)螺纹强度校核螺纹剪切T=薯=250MPa弯曲rr=一'IT×10375315==557NPa．××．挤压=306blPau

7、Jy'IT×10375×3×15．．c)耳孔强度校核挤压，：—：445NPa边距剪切个‘Jq．=一2X6310=198NPa×．耳环螺栓的材料为30CrMnSiA，(rb=1175MPa，强度可满足要求。3．2作动筒压杆稳定性分析采用有限元方法对作动筒(含耳环螺栓)进行非线性屈曲分析，材料的弹性模量E：206000MPa，泊松比：0．3。根据截面的变化，使用了三个不同梁元，有限元模型见图3所示，计算时考虑了作动筒受轴向力作用情况，屈曲模式见图4所示。有限元计算结果表明，作动筒的屈曲临界载荷为P=55．4kN，与压力机试验结果相吻合。而收放作动筒正常受压

8、载荷为21．4kN，远低于临界失稳载荷，正常使用情况不会导致失稳。3．3带裂纹剩余强度计算剩余