飞机刹车钢制骨架校平工艺新技术探索.pdf

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1、维修MAINTENANCE飞机刹车钢制骨架校平工艺新技术探索ExplorationofNewTechnologyinStraighteningSteelPlatesonAircraftSteelBrakes■程龙范恩玺李成新/北京凯兰航空技术有限公司摘要：国内现役飞机刹车主要以钢制刹车为主，刹车修理时通常采用热时效的方法对钢制骨架进行校平修理。本文探索一种新的校平工艺，以振动时效取代热时效的方法来消除校平的残余应力，从而达到热时效的工艺效果。关键词：静盘骨架；不平度；振动时效；热时效；残余应力Keywords:statorplate;roughness

2、;VSR;TSR;residualstress0引言用情况下存在于静盘骨架内部、且在整[1]目前国内现役飞机刹车主要以钢制个静盘骨架内保持自相平衡的应力。静刹车为主，其中压力盘、静盘以及扭力筒盘骨架在外力作用下引起的不均匀塑性组件由钢制骨架及铆接在其表面的多块变形是产生残余应力的主要原因。在静梯形摩擦小片构成。刹车时摩擦片与动盘骨架圆周方向截取一部分作为有限元盘之间相互摩擦产生热量，将动能转化分析对象，图2是利用有限元方法分析得为内能，从而达到制动效果。由于刹车工出的静盘骨架校平之后内部残余应力的作时温度高，经过一段时间的使用，压力分布情况。盘骨架、静

3、盘骨架及扭力筒背盘容易产图1钢刹车静盘骨架模型生变形。统计数据表明，飞机上的刹车在经过一个大修周期后，平均有两片出现而，热时效法虽然可以消除或者调整残余不平度超标现象。如果在修理过程中没应力，但在600℃以上对钢件进行退火时，有进行校平处理，会造成梯形摩擦片铆存在脱碳或表面氧化的情况，导致零件结图2静盘骨架有限元分析应力分布图接不实、刹车运转间隙过低等情况的发构软化等缺陷。根据统计，传统热时效之生，进一步可能导致刹车在使用过程中后的压力盘骨架、静盘骨架和扭力管背盘2振动时效的机理摩擦片脱落、刹车卡死以及爆胎等严重有近30%的硬度达不到手册规定的标准。从

4、宏观角度分析，振动使工件发生后果。因此，保证压力盘骨架、静盘骨架及鉴于此，引入振动时效来替代热时塑性变形，降低并均化其残余应力，从而扭力筒的平面度是刹车修理中一个非常效，用振动消除残余应力，从而达到热时提高材料的抗变形能力，这是导致工件[2]重要的环节。效的工艺效果，以提高效率、降低维修成尺寸稳定的基本原因。LubanFelgen对目前，针对压力盘骨架、静盘骨架和本。本文选取波音737-800飞机刹车的静金属试件在交变应力下的残余应力的变扭力管背盘不平度超标的修理，依据飞机盘骨架（图1所示）作为分析对象，从理论化进行了大量的研究，得出的交变应力零部件修

5、理手册（CMM）以及飞机零部件角度验证振动时效在静盘骨架校平中使应变特性曲线如图3所示。标准施工手册（SPM）中的修理方法，主要用的可行性。从图3中可以看出，当材料受到等幅采用的是冷压法或热压法两种工艺，这两交变应变εC-εB作用时，如果时效前材料种修理工艺本质上均是采用热时效的方1静盘骨架内残余应力产生原因内部原有的残余应力为σA，那么ACB回线法来消除钢制骨架校平后的残余应力。然残余应力是指在没有任何外载荷作是第一次交变循环时的应力应变曲线，航空维修与工程2016/584AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.avia

6、tionnow.com.cn频率时，静盘骨架内部晶粒发时间为10分钟左右，盲目延长激振时间对弹性载荷直线生共振，变幅杆输出端振幅越时效效果影响不大，还有可能导致工件应力σC大，晶粒获得的激振能量越疲劳损伤。本文只讨论在激振力不变的初始残余应力AC'多，当获得的激振能量使不稳情况下振动时效对静盘骨架的效果，因σA稳定状态的滞后D'损耗曲线定的晶粒回到自由焓较低的此将激振时间确定为10分钟。DE稳定位置时，可有效消除晶粒3.2振动时效在静盘骨架校平中的仿真σEE'间的残余应力。分析B2）激振频率采用静盘骨架残余应力仿真模型OB'弹性卸载荷应变ε根据振动理论

7、可知，静盘作为振动时效模拟仿真的有限元分析模B"直线骨架在共振状态下的振幅和获型。选取相同的单元体类型以及相同的εBεAεC得的激振动应力最大，但振动网格划分方法，以保证模型的节点数一图3交变应力下的应力（应变）曲线系统消耗的振动能量却最少，致。将前面所得到的残余应力场输入该残余应力消除效果达到最佳，模型作为振动时效的初始残余应力。根当总应力超过A点后，材料进入塑性直到因此激振频率选择在固有频率附近最为经据模态分析得到的静盘骨架固有频率，[4]C点，而CB'平行于弹性线，CB'末端却又济。但静盘骨架固有频率的影响因素很取静盘骨架的一、二、三阶固有频率为

8、激偏离弹性线。第二次循环则是BC'B"，经多，如工件的刚度、质量、阻尼系数、支承方振力频率，振