（内部教材）飞机结构与修理第六章飞机结构的损伤及其检测课件.ppt

1、下篇 第六章第六章 飞机结构的损伤及其检测飞机结构的损伤及其检测 第1页，共149页。61 飞机结构的损伤飞机结构的损伤一、观察飞机结构有哪些种类的损伤？一、观察飞机结构有哪些种类的损伤？提示：提示：1.飞机结构包括各种材料结构件、紧飞机结构包括各种材料结构件、紧固件及连接接头；固件及连接接头；2.各种损伤（处）外表有什么特征？各种损伤（处）外表有什么特征？第2页，共149页。61 飞机结构的损伤飞机结构的损伤一、损伤的基本类型一、损伤的基本类型 (一一)按损伤程度分类按损伤程度分类 按损伤程度可以分为三类：按损伤程度可以分为三类：可允许损伤可允许损伤 可修理损伤可修理损伤 不可修理损伤。不可

2、修理损伤。第3页，共149页。1可允许损伤可允许损伤 结构件中存在损伤，但不需要做任结构件中存在损伤，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补强修理或更换损伤结构件的损伤称为可允许损伤。允许损伤。第4页，共149页。2可修理损伤可修理损伤 结构损伤较严重，需要进行加强修结构损伤较严重，需要进行加强修理，这类损伤称为可修理损伤。理，这类损伤称为可修理损伤。第5页，共149页。3不可修理损伤不可修理损伤 结构损伤严重，已不能修复，或者结构损伤严重，已不能修复，或者进行修理在经济上不合算，在这种情况下进行修理在经济上不

3、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。的目的，这种损伤称为不可修理损伤。第6页，共149页。(二二)按损伤原因分类按损伤原因分类 有有6种种 1飞机非正常使用所造成的损伤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。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伤，飞机粗

4、猛着陆所造成的起落架及邻近结构的损伤等。损伤等。当作用在蒙皮上的局部气动载荷过大时，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。蒙皮可能会产生显著的鼓胀或下陷。第7页，共149页。2非正常维护行为所造成的损伤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，也可能造正常的维护行为或其他原因，也可能造成飞机结构的损伤。成飞机结构的损伤。例如，刮伤、划伤及撞伤等。例如，刮伤、划伤及撞伤等。第8页，共149页。3交变载荷所造成的疲劳损伤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由交变载荷所造成的疲劳损

5、伤是飞机结构的常见损伤。飞机结构的常见损伤。有有80%以上是因交变载荷引起的疲以上是因交变载荷引起的疲劳裂纹损伤。劳裂纹损伤。第9页，共149页。4各种使用环境所造成的腐蚀损伤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，飞机在使用过程中，腐蚀环境，使飞机结构产生腐蚀。使飞机结构产生腐蚀。例如，沿海地区的氯化物、潮湿例如，沿海地区的氯化物、潮湿空气、水分以及其它污染液空气、水分以及其它污染液(酸液、碱酸液、碱液、水银以及牲畜的粪、尿等液、水银以及牲畜的粪、尿等)对飞机对飞机结构的腐蚀。结构的腐蚀。第10页，共149页。5摩擦损伤摩擦损伤 飞机结构件之间的相对摩擦，会飞机结构件之间的

6、相对摩擦，会造成摩擦损伤，也常导致产生磨损疲劳造成摩擦损伤，也常导致产生磨损疲劳裂纹。裂纹。第11页，共149页。6紧固件松动损伤紧固件松动损伤 飞机结构件之间通常采用铆钉或飞机结构件之间通常采用铆钉或螺栓螺栓(或螺钉或螺钉)连接在一起。这些紧固件连接在一起。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。境影响下，可能产生松动损伤。第12页，共149页。二、飞机结构裂纹损伤的类型及特征二、飞机结构裂纹损伤的类型及特征 应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹 常见的裂纹常见的裂纹 疲劳裂纹疲劳裂纹 腐蚀疲劳裂纹腐蚀疲劳裂纹等。等。1.应力腐蚀裂纹应力

7、腐蚀裂纹 应力腐蚀是指处于应力状态下的材应力腐蚀是指处于应力状态下的材料料,在腐蚀介质中使腐蚀加速的腐蚀形式。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。由应力腐蚀产生的裂纹称为应力腐蚀裂纹。第13页，共149页。应力腐蚀通常发生在腐蚀环境中受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。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程中冷却方法不正确而引起的,也可以是也可以是由于紧固件的干涉配合而引起的。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处于长期拉应力状态的金属构件,一旦受

8、到应力腐蚀一旦受到应力腐蚀,对裂纹是很敏感的。对裂纹是很敏感的。早期迹象可能出现一个或几个点坑。一早期迹象可能出现一个或几个点坑。一旦裂纹产生旦裂纹产生,发展的速度就较快。发展的速度就较快。第14页，共149页。应力腐蚀一般局限于由易受腐蚀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截面的构件上，即应力腐蚀局限于平面应变占主导地位的构件。应变占主导地位的构件。此外此外,应力腐蚀还经常发生在承力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蒙皮的铆钉、压入衬套的周围和管道的锥形接头等部位。形接头等

9、部位。第15页，共149页。从宏观看应力腐蚀断裂的断口一般有三个从宏观看应力腐蚀断裂的断口一般有三个区：区：开裂源区开裂源区 应力腐蚀裂纹的扩展区应力腐蚀裂纹的扩展区 瞬时断裂区瞬时断裂区(1)开裂源区开裂源区 该区的断口腐蚀较为严重，开裂源该区的断口腐蚀较为严重，开裂源的根部往往有蚀坑。的根部往往有蚀坑。铝合金的应力腐蚀裂纹几乎都是沿着铝合金的应力腐蚀裂纹几乎都是沿着晶界发生的。晶界发生的。第16页，共149页。(2)应力腐蚀裂纹的扩展区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所形成的区域。这一缓慢扩展过程是材料的

10、组织与应力及介质相互作用的过程。的组织与应力及介质相互作用的过程。第17页，共149页。(3)瞬时断裂区瞬时断裂区 应力腐蚀裂纹的断口是粗糙不平的。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这种不平度是随着材料的组织与晶粒度而变化的。而变化的。由于腐蚀产物的存在，在应力腐蚀由于腐蚀产物的存在，在应力腐蚀断口上，可以明显看到，裂纹缓慢扩展断口上，可以明显看到，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。而瞬时断裂的区域是截然不同的。第18页，共149页。应力腐蚀裂纹通常宽度较窄，不易应力腐蚀裂纹通常宽度

11、较窄，不易引起人们注意，又被腐蚀产物覆盖，所以引起人们注意，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很难发现，有时必须采用无损探伤技术进行检查。行检查。构件发生应力腐蚀断裂时，常常是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，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。因此对飞机的飞行安全危害较大。第19页，共149页。2疲劳裂纹疲劳裂纹 材料在交变载荷材料在交变载荷(或应力或应力)作用下，当作用下，当循环应力超过材料的疲劳强度时，在材料表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面将引发裂纹，该裂纹称为

12、疲劳裂纹(或称机或称机械疲劳裂纹械疲劳裂纹)。疲劳裂纹逐步扩展而发生的断裂叫做疲劳疲劳裂纹逐步扩展而发生的断裂叫做疲劳断裂。断裂。疲劳断裂三个阶段：疲劳断裂三个阶段：（1）疲劳裂纹的疲劳裂纹的产生产生 （2）稳定扩展）稳定扩展 （3）瞬时断裂）瞬时断裂 第20页，共149页。疲劳断裂在宏观上属脆性断裂，疲劳断裂在宏观上属脆性断裂，所以构件的疲劳断裂通常是突然发生的。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。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

13、裂纹稳定扩展有三个区域：疲劳源、疲劳裂纹稳定扩展区及瞬时断裂区，如图区及瞬时断裂区，如图6一一1所示。所示。第21页，共149页。第22页，共149页。(1)疲劳裂纹源区疲劳裂纹源区 疲劳源是疲劳裂纹的起点，常发生在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间相互擦伤的地方也常是疲劳裂纹开始的地方；地方；如果构件内部存在缺陷如果构件内部存在缺陷(如脆性夹杂如脆性夹杂物、空洞、化学成分偏析等，也可在亚表物、空洞、化学成分偏析等，也可在亚表面或内部发生；面或内部发生；另外，当表面存在足够高的残余另外，

14、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。应力时，裂纹源也可在亚表面产生。第23页，共149页。通常用肉眼或低倍放大镜就能大致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，它多呈半圆形或半面中所占的比例很小，它多呈半圆形或半椭圆形。椭圆形。疲劳源的数目可能是一个，也可疲劳源的数目可能是一个，也可能是多个。能是多个。一般应力水平较高，应力集中系数一般应力水平较高，应力集中系数较大时，容易出现多个疲劳源。同时，在较大时，容易出现多个疲劳源。同时，在疲劳源区，可能存在若干个疲劳核心。疲劳源区，可能存在若干个疲劳核

15、心。第24页，共149页。(2)疲劳裂纹扩展区疲劳裂纹扩展区 它是疲劳断口最重要的特征区域，常呈它是疲劳断口最重要的特征区域，常呈贝壳状或海滩波纹状，如图贝壳状或海滩波纹状，如图6一一1所示。所示。疲劳裂纹断口的贝壳状波纹一般从疲劳疲劳裂纹断口的贝壳状波纹一般从疲劳裂纹源开始，向四周推进，呈弧形线条。它垂裂纹源开始，向四周推进，呈弧形线条。它垂直于疲劳裂纹扩展方向。直于疲劳裂纹扩展方向。拉应力使疲劳裂纹扩展，压应力使疲劳拉应力使疲劳裂纹扩展，压应力使疲劳裂纹闭合。裂纹闭合。这样以来，裂纹两侧表面被反复这样以来，裂纹两侧表面被反复挤压，因此裂纹扩展区是一个明亮的磨光区，挤压，因此裂纹扩展区是一个

16、明亮的磨光区，愈接近疲劳源愈明亮。愈接近疲劳源愈明亮。第25页，共149页。在疲劳裂纹扩展后期，由于有效截在疲劳裂纹扩展后期，由于有效截面不断减小，构件的实际应力不断增加，面不断减小，构件的实际应力不断增加，裂纹扩展速率提高，于是这种疲劳裂纹加裂纹扩展速率提高，于是这种疲劳裂纹加速扩展区的断口较粗糙而不规则，可能伴速扩展区的断口较粗糙而不规则，可能伴有因材料撕裂而造成的台阶、小丘或弧形有因材料撕裂而造成的台阶、小丘或弧形条带等。条带等。这是一种同时包含有静载和疲劳这是一种同时包含有静载和疲劳两种破坏方式的区域，它的扩展往往是两种破坏方式的区域，它的扩展往往是不连续的。不连续的。第26页，共14

17、9页。(3)瞬时断裂区瞬时断裂区 它是疲劳裂纹长度达到临界尺寸后所发生它是疲劳裂纹长度达到临界尺寸后所发生的瞬时破断。它的大小常和材料、应力高低、有的瞬时破断。它的大小常和材料、应力高低、有无应力集中等因素有关。无应力集中等因素有关。一般应力较高、材料较脆时，瞬时断裂一般应力较高、材料较脆时，瞬时断裂区面积较大；反之，应力较低。区面积较大；反之，应力较低。材料韧性较大时，瞬时断裂区面积就较小。材料韧性较大时，瞬时断裂区面积就较小。瞬时断裂区的形状特征与静载破坏的特征基本瞬时断裂区的形状特征与静载破坏的特征基本相同，也是分为平断部分和斜断部分，平断部相同，也是分为平断部分和斜断部分，平断部分属正

18、断型，斜断部分属剪断型。分属正断型，斜断部分属剪断型。第27页，共149页。3腐蚀疲劳裂纹腐蚀疲劳裂纹 金属材料在腐蚀环境下产生的疲劳裂纹金属材料在腐蚀环境下产生的疲劳裂纹叫做腐蚀疲劳裂纹。叫做腐蚀疲劳裂纹。通常腐蚀疲劳裂纹往往萌生在腐蚀坑洞通常腐蚀疲劳裂纹往往萌生在腐蚀坑洞处。构件表面的腐蚀疲劳裂纹可多条同时存在。处。构件表面的腐蚀疲劳裂纹可多条同时存在。这也就是说，在一条主腐蚀裂纹附近，有这也就是说，在一条主腐蚀裂纹附近，有可能形成多条表面次裂纹，并扩展到比较深的可能形成多条表面次裂纹，并扩展到比较深的深度。这些次裂纹彼此大体上相互平行地向内深度。这些次裂纹彼此大体上相互平行地向内扩展，在

19、达到一定长度之后，便停止扩展，只扩展，在达到一定长度之后，便停止扩展，只有主裂纹继续扩展，并导致构件断裂。有主裂纹继续扩展，并导致构件断裂。第28页，共149页。因此，因此，主裂纹附近出现多次裂纹的现象主裂纹附近出现多次裂纹的现象是腐蚀疲劳断裂的表面特征之一是腐蚀疲劳断裂的表面特征之一。一般说来，腐蚀疲劳裂纹在表面层比机械一般说来，腐蚀疲劳裂纹在表面层比机械疲劳裂纹宽些。腐蚀疲劳裂纹断口上，既有腐蚀疲劳裂纹宽些。腐蚀疲劳裂纹断口上，既有腐蚀破坏的特征，又有疲劳破坏的特征。破坏的特征，又有疲劳破坏的特征。第29页，共149页。三、飞机结构的腐蚀损伤特征三、飞机结构的腐蚀损伤特征 腐蚀按严重程度可

20、分为：腐蚀按严重程度可分为：较轻腐蚀：较轻腐蚀：腐蚀厚度小于原厚度的腐蚀厚度小于原厚度的10；中等腐蚀：中等腐蚀：腐蚀厚度在原厚度的腐蚀厚度在原厚度的10%20%之间；之间；严重腐蚀：严重腐蚀：腐蚀厚度大于原厚度的腐蚀厚度大于原厚度的20%。第30页，共149页。(一一)飞机结构常用合金腐蚀产物的颜色飞机结构常用合金腐蚀产物的颜色特征特征 1铝合金和镁合金铝合金和镁合金 腐蚀初期呈灰白色斑点，发展后出腐蚀初期呈灰白色斑点，发展后出现灰白粉末状腐蚀产物，刮去腐蚀产物现灰白粉末状腐蚀产物，刮去腐蚀产物后底部出现麻坑。后底部出现麻坑。第31页，共149页。2合金钢及碳钢合金钢及碳钢 腐蚀刚开始时金属

21、表面发暗，进一腐蚀刚开始时金属表面发暗，进一步发展变成褐色或棕黄色，严重的腐蚀呈步发展变成褐色或棕黄色，严重的腐蚀呈棕色或褐色疤痕，甚至出现蚀坑。刮去腐棕色或褐色疤痕，甚至出现蚀坑。刮去腐蚀产物后，底部呈暗灰色，边缘不规则。蚀产物后，底部呈暗灰色，边缘不规则。第32页，共149页。3铜合金铜合金 氧化铜是黑色，氧化亚铜是棕红氧化铜是黑色，氧化亚铜是棕红色，硫化铜是黑色，氯化铜是绿色，故色，硫化铜是黑色，氯化铜是绿色，故铜腐蚀后可呈现出棕红、绿、黑色。铜腐蚀后可呈现出棕红、绿、黑色。第33页，共149页。4镀锡、镀镉、镀锌零件镀锡、镀镉、镀锌零件 腐蚀呈白色、灰色和黑色斑点或白腐蚀呈白色、灰色和

22、黑色斑点或白色粉末薄层。如果基体金属腐蚀了，则腐色粉末薄层。如果基体金属腐蚀了，则腐蚀产物与基体金属的腐蚀产物相同。蚀产物与基体金属的腐蚀产物相同。第34页，共149页。5镀铝零件镀铝零件 腐蚀呈白色或黑色，严重时表面腐蚀呈白色或黑色，严重时表面脱落，裸露出基体金属。脱落，裸露出基体金属。第35页，共149页。6不锈钢不锈钢 不锈钢的腐蚀往往是出现黑色的不锈钢的腐蚀往往是出现黑色的坑点。坑点。第36页，共149页。(二二)构件腐蚀后的外表特征构件腐蚀后的外表特征 1.铝合金和镁合金的腐蚀常在蒙皮边缘或铆铝合金和镁合金的腐蚀常在蒙皮边缘或铆钉头周围呈现出白色或灰白色的粉末。钉头周围呈现出白色或灰

23、白色的粉末。机身增压舱蒙皮上的铆钉，如果在铆钉机身增压舱蒙皮上的铆钉，如果在铆钉头的后部出现如图头的后部出现如图6一一2所示的尾迹，则说明所示的尾迹，则说明该处的铆钉降低了连接作用和密封作用。该处的铆钉降低了连接作用和密封作用。由于铆钉漏气，当机身内充压时，就很容由于铆钉漏气，当机身内充压时，就很容易使潮气进入到蒙皮接缝中去，从而产生腐蚀。易使潮气进入到蒙皮接缝中去，从而产生腐蚀。第37页，共149页。第38页，共149页。2.蒙皮在铆钉处呈现微凹现象蒙皮在铆钉处呈现微凹现象 铝合金腐蚀产物的体积通常比铝合铝合金腐蚀产物的体积通常比铝合金的体积大，所以，积累的腐蚀产物可使金的体积大，所以，积累

24、的腐蚀产物可使蒙皮鼓起。从而使蒙皮在铆钉处呈现微凹蒙皮鼓起。从而使蒙皮在铆钉处呈现微凹现象。现象。当蒙皮内部存在严重的腐蚀时，当蒙皮内部存在严重的腐蚀时，可在铆钉头周围呈现出很明显的凹坑现可在铆钉头周围呈现出很明显的凹坑现象。象。第39页，共149页。3.铆钉出现断头现象，说明蒙皮内表面铆钉出现断头现象，说明蒙皮内表面可能产生腐蚀。可能产生腐蚀。4.如果蒙皮上出现针眼大小的目视可见的如果蒙皮上出现针眼大小的目视可见的小孔，这说明蒙皮可能产生了腐蚀。小孔，这说明蒙皮可能产生了腐蚀。第40页，共149页。5.搭接处凸起，可能是连接面之间产生搭接处凸起，可能是连接面之间产生了腐蚀。了腐蚀。6.金属材

25、料金属材料(特别是沿接缝处特别是沿接缝处)表面的涂层表面的涂层变色，预示可能产生了腐蚀。变色，预示可能产生了腐蚀。7.胶接处开胶，可能是连接面之间产生胶接处开胶，可能是连接面之间产生了腐蚀了腐蚀第41页，共149页。四、紧固件的损伤形式四、紧固件的损伤形式 (一一)铆钉的损伤模式及检查铆钉的损伤模式及检查 1铆钉的静载破坏模式铆钉的静载破坏模式 有以下三种：有以下三种：剪切破坏剪切破坏 挤压破坏挤压破坏 铆钉头破坏铆钉头破坏第42页，共149页。(1)剪切破坏剪切破坏 表现为铆钉杆的破坏。这种破坏表现为铆钉杆的破坏。这种破坏是由于被连接件的相对滑移引起的。是由于被连接件的相对滑移引起的。如果铆

26、钉杆的承载超出了材料的屈如果铆钉杆的承载超出了材料的屈服极限，并且继续超载，则相邻板之间会服极限，并且继续超载，则相邻板之间会产生永久性的滑移，使铆钉杆产生折曲。产生永久性的滑移，使铆钉杆产生折曲。当相对滑移量足够大时，铆钉杆当相对滑移量足够大时，铆钉杆产生剪切破坏。产生剪切破坏。第43页，共149页。(2)挤压破坏挤压破坏 在薄板上采用大铆钉可能会引起铆在薄板上采用大铆钉可能会引起铆钉孔边缘出现挤压破坏。钉孔边缘出现挤压破坏。产生挤压破坏的板件必须更换。产生挤压破坏的板件必须更换。第44页，共149页。(3)铆钉头破坏铆钉头破坏 铆钉头的破坏可能是由于连接处出现复铆钉头的破坏可能是由于连接处

27、出现复合受载，使铆钉头受拉伸应力引起的。合受载，使铆钉头受拉伸应力引起的。铆钉头和钉杆交界面的剪切会造成铆钉头铆钉头和钉杆交界面的剪切会造成铆钉头破坏；破坏；对于厚板来说，引起铆钉头撬动的作用力，对于厚板来说，引起铆钉头撬动的作用力，也可能破坏铆钉头。也可能破坏铆钉头。铆钉头脱落或任何明显的铆钉头歪斜都必铆钉头脱落或任何明显的铆钉头歪斜都必须更换铆钉。须更换铆钉。第45页，共149页。2铆钉的疲劳损伤和应力腐蚀损伤铆钉的疲劳损伤和应力腐蚀损伤 在飞机结构振动环境严重或气动吸力在飞机结构振动环境严重或气动吸力高的部位，铆钉会承受交变拉应力的作用高的部位，铆钉会承受交变拉应力的作用,容易产生疲劳破

28、坏。例如，发动机进气口处容易产生疲劳破坏。例如，发动机进气口处,其蒙皮要求铆接质量高。其蒙皮要求铆接质量高。超高强度铝锌合金对应力腐蚀比较敏感。超高强度铝锌合金对应力腐蚀比较敏感。因此，用这种合金制造出来的铆钉在飞机的因此，用这种合金制造出来的铆钉在飞机的使用环境下可能会发生应力腐蚀。使用环境下可能会发生应力腐蚀。例如，某型飞机上翼面使用的由超高例如，某型飞机上翼面使用的由超高强度铝合金制成的铆钉，曾发现数千个铆钉强度铝合金制成的铆钉，曾发现数千个铆钉发生应力腐蚀。发生应力腐蚀。第46页，共149页。3铆钉松动铆钉松动 受损伤铆钉的最明显特征是铆钉在受损伤铆钉的最明显特征是铆钉在孔中发生松动现

29、象。孔中发生松动现象。有下列情况之一者，即表明铆钉已有下列情况之一者，即表明铆钉已松动：松动：(1)当压动铆钉头旁边的蒙皮时，当压动铆钉头旁边的蒙皮时，蒙皮离开铆钉头并形成肉眼可见的明显蒙皮离开铆钉头并形成肉眼可见的明显间隙；间隙；第47页，共149页。(2)如果发现铆钉周围有黑圈如果发现铆钉周围有黑圈;铆钉松动后，铆钉头与埋头窝之铆钉松动后，铆钉头与埋头窝之间将因摩擦而产生金属粉末，这种粉末间将因摩擦而产生金属粉末，这种粉末与污物附在铆钉头与钉孔之间的缝隙内与污物附在铆钉头与钉孔之间的缝隙内而呈现黑圈。而呈现黑圈。(3)在机身密封舱部位上的铆钉，如果在机身密封舱部位上的铆钉，如果铆钉头的背气

30、流的一边形成黑色尾迹铆钉头的背气流的一边形成黑色尾迹;表明铆钉已松动以及蒙皮内表面可能产表明铆钉已松动以及蒙皮内表面可能产生腐蚀；生腐蚀；第48页，共149页。(4)铆钉头已突出构件表面或者发生卷边翘起铆钉头已突出构件表面或者发生卷边翘起现象现象;(铆钉的松动已经很严重了铆钉的松动已经很严重了)(5)铆钉头周围的油漆层出现碎裂或裂纹铆钉头周围的油漆层出现碎裂或裂纹;(6)成群钉头倾斜并且钉头多半向同一方向倾成群钉头倾斜并且钉头多半向同一方向倾斜。斜。如果铆钉出现倾斜，但不成群地出现，如果铆钉出现倾斜，但不成群地出现，并且不是向同一方向倾斜，那么这种钉头倾并且不是向同一方向倾斜，那么这种钉头倾斜

31、可能是由于铆接质量不高造成的。斜可能是由于铆接质量不高造成的。第49页，共149页。一般说来，铆钉松动多发生在构件受力一般说来，铆钉松动多发生在构件受力大、变形大以及撞击和振动剧烈的部位。例大、变形大以及撞击和振动剧烈的部位。例如，在加强肋与翼梁腹板、蒙皮的连接处，如，在加强肋与翼梁腹板、蒙皮的连接处，铆钉就比较容易松动。铆钉就比较容易松动。为了防止铆钉松动，在修理中应保证为了防止铆钉松动，在修理中应保证铆接质量合乎要求，在维护中要经常注意检铆接质量合乎要求，在维护中要经常注意检查。查。对松动的铆钉，应及时按规定更换，不允对松动的铆钉，应及时按规定更换，不允许把原铆钉重新打紧。因为对于已经产生

32、了永久许把原铆钉重新打紧。因为对于已经产生了永久变形的铆钉进行敲打，不仅难以达到使钉杆良好变形的铆钉进行敲打，不仅难以达到使钉杆良好填充钉孔的目的，而且会加速损坏。填充钉孔的目的，而且会加速损坏。通常情况通常情况下，应用直径大一级的铆钉替换这些已松动的铆下，应用直径大一级的铆钉替换这些已松动的铆钉。钉。第50页，共149页。(二二)螺栓的损伤模式及检查螺栓的损伤模式及检查 螺栓或螺钉的静载破坏模式与铆钉的静螺栓或螺钉的静载破坏模式与铆钉的静载破坏模式相同。载破坏模式相同。螺栓或螺钉拧紧后，靠螺纹之间的摩螺栓或螺钉拧紧后，靠螺纹之间的摩擦力保持在拧紧状态的。擦力保持在拧紧状态的。如果螺栓拧得不够

33、紧如果螺栓拧得不够紧:(1)螺纹之间的摩擦力就比较小，构件螺纹之间的摩擦力就比较小，构件振动时，螺钉就会逐渐松动，甚至脱落。振动时，螺钉就会逐渐松动，甚至脱落。第51页，共149页。(2)螺钉松动后，被固定的构件就会翘螺钉松动后，被固定的构件就会翘起，使飞机的空气动力性能变差，连接起，使飞机的空气动力性能变差，连接强度下降，并使雨水、尘土等容易进入强度下降，并使雨水、尘土等容易进入机体内部，引起内部构件腐蚀。机体内部，引起内部构件腐蚀。第52页，共149页。因此，螺钉必须按规定拧紧。此外，同因此，螺钉必须按规定拧紧。此外，同一构件上各个螺钉的拧紧度必须一致。否则，一构件上各个螺钉的拧紧度必须一

34、致。否则，紧者容易损伤，松者容易脱落，而且蒙皮也紧者容易损伤，松者容易脱落，而且蒙皮也会因受力不均匀而翘曲。会因受力不均匀而翘曲。飞机结构上的连接螺栓，通常承受较飞机结构上的连接螺栓，通常承受较高的交变应力，产生疲劳破坏是很常见的故高的交变应力，产生疲劳破坏是很常见的故障。障。在飞机结构维护和修理过程中，应认真在飞机结构维护和修理过程中，应认真按规定检查螺栓的损伤。损伤的螺栓应及时按规定检查螺栓的损伤。损伤的螺栓应及时更换。更换。第53页，共149页。五、接头的损伤模式五、接头的损伤模式 接头的损伤，按其损伤性质和特征可接头的损伤，按其损伤性质和特征可分为：分为：(1)裂纹损伤：疲劳裂纹、腐蚀

35、疲劳裂裂纹损伤：疲劳裂纹、腐蚀疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、氢脆或镉脆裂纹以纹、应力腐蚀裂纹、氢脆或镉脆裂纹以及意外事故造成的静载破坏裂纹及意外事故造成的静载破坏裂纹;(2)划伤、擦伤、刮伤和压坑损伤划伤、擦伤、刮伤和压坑损伤;(3)孔的挤压损伤孔的挤压损伤;(4)摩擦损伤。摩擦损伤。第54页，共149页。1接头的疲劳损伤接头的疲劳损伤 飞机结构的接头，承受和传递很大的飞机结构的接头，承受和传递很大的载荷，经受着高交变应力的作用；另外，一载荷，经受着高交变应力的作用；另外，一般说来接头部位的结构形状复杂，应力集中般说来接头部位的结构形状复杂，应力集中现象严重。因此，在这些部位的应力集中处现象严重。因

36、此，在这些部位的应力集中处(例如孔边和拐角处，易于萌生疲劳裂纹，例如孔边和拐角处，易于萌生疲劳裂纹，发生疲劳破坏。发生疲劳破坏。第55页，共149页。2接头的应力腐蚀接头的应力腐蚀 因为飞机结构的接头，承受和传递高载因为飞机结构的接头，承受和传递高载荷。通常用超硬铝合金、高强度钢、钛合金荷。通常用超硬铝合金、高强度钢、钛合金等材料经模压、锻制而成。它们对应力腐蚀等材料经模压、锻制而成。它们对应力腐蚀具有较强的敏感性；具有较强的敏感性；另外，接头部位容易产生由热处理等工另外，接头部位容易产生由热处理等工艺引起的残余应力，也容易产生装配应力。艺引起的残余应力，也容易产生装配应力。根据维修资料统计，

37、大部分构件的应力腐蚀根据维修资料统计，大部分构件的应力腐蚀是由残余应力和装配应力引起的。所以，接是由残余应力和装配应力引起的。所以，接头易于萌生应力腐蚀裂纹，导致应力腐蚀破头易于萌生应力腐蚀裂纹，导致应力腐蚀破坏。坏。第56页，共149页。3接头的氢脆、镉脆及锌脆等脆裂损伤接头的氢脆、镉脆及锌脆等脆裂损伤 用高强度钢材制成的飞机结构的接头还具有氢用高强度钢材制成的飞机结构的接头还具有氢脆、镉脆等脆断倾向。脆、镉脆等脆断倾向。所以，用这种材料制成的接头如果加工工艺、所以，用这种材料制成的接头如果加工工艺、热处理工艺、电镀工艺不合理，就容易产生氢脆、热处理工艺、电镀工艺不合理，就容易产生氢脆、镉脆

38、及锌脆等脆裂损伤。镉脆及锌脆等脆裂损伤。第57页，共149页。62 飞机结构损伤检查的方法及选飞机结构损伤检查的方法及选取取 飞机结构损伤检查的方法：飞机结构损伤检查的方法：一般目视一般目视检查法检查法 目视检查法目视检查法 详细目视检查详细目视检查法法 无损检测法。无损检测法。第58页，共149页。一、目视检查法一、目视检查法 检查者在一定光亮度的场合下，用眼睛检查者在一定光亮度的场合下，用眼睛目视检查飞机或飞机构件，有时还需要借助目视检查飞机或飞机构件，有时还需要借助其他工具其他工具(如：手电筒、反光镜、放大镜、如：手电筒、反光镜、放大镜、内窥镜等内窥镜等)实现目视检查，这种方法称为目实现

39、目视检查，这种方法称为目视检查法视检查法(又称光学一目视检查法又称光学一目视检查法)。在航空维修中，光学一目视检查是保证飞在航空维修中，光学一目视检查是保证飞行安全的重要检查手段之一。行安全的重要检查手段之一。第59页，共149页。飞机结构的目视检查可分为飞机结构的目视检查可分为:1.环绕飞机一周的目视检查环绕飞机一周的目视检查(称为巡视检查称为巡视检查)2.一般的结构目视检查一般的结构目视检查 3.特殊的零部件的详细目视检查等。特殊的零部件的详细目视检查等。检查者在目视检查过程中，要注意检查裂纹、检查者在目视检查过程中，要注意检查裂纹、腐蚀、螺钉松动、间隙、漆层的完好性等损伤。腐蚀、螺钉松动

40、、间隙、漆层的完好性等损伤。第60页，共149页。在作目视检查时，有时需要打开检查口在作目视检查时，有时需要打开检查口盖、整流罩、放泄燃油和进行清洗、或除去涂盖、整流罩、放泄燃油和进行清洗、或除去涂层等。层等。另外另外.常常需要借助其他工具来实现目视检常常需要借助其他工具来实现目视检查，如：手电筒、反光镜、放大镜、内窥镜等辅查，如：手电筒、反光镜、放大镜、内窥镜等辅助工具。助工具。第61页，共149页。其中，内窥镜又称孔探仪，是具有多种用途其中，内窥镜又称孔探仪，是具有多种用途的光学检测工具，可用于各种各样视力极限所不的光学检测工具，可用于各种各样视力极限所不能看到部位的检查。能看到部位的检查

41、。但是，它不适合用于宽度窄的小裂纹的检查，但是，它不适合用于宽度窄的小裂纹的检查，只能用来检查限定区域内的较长裂纹、结构破损只能用来检查限定区域内的较长裂纹、结构破损或扭曲变形等缺陷。或扭曲变形等缺陷。例如，采用内窥镜检查起落架作动筒内例如，采用内窥镜检查起落架作动筒内壁的裂纹和腐蚀等缺陷壁的裂纹和腐蚀等缺陷。第62页，共149页。优点：优点：操作简便、直观、成本低、检查范围广，操作简便、直观、成本低、检查范围广，以及可发现表面宽度大的裂纹、机械磨损、表以及可发现表面宽度大的裂纹、机械磨损、表面腐蚀、压伤、断裂、永久变形、保护层脱落、面腐蚀、压伤、断裂、永久变形、保护层脱落、零件上的沉积物、系

42、统的渗漏等损伤和缺陷。零件上的沉积物、系统的渗漏等损伤和缺陷。缺点：缺点：人的肉眼分辨率低，只能发现宽度较大的人的肉眼分辨率低，只能发现宽度较大的裂纹裂纹(宽度为宽度为0.10.01mm)，宽度小于，宽度小于0.01mm的裂纹就无法发现。的裂纹就无法发现。第63页，共149页。检查时需要良好的照明条件，通常规定，检查时需要良好的照明条件，通常规定，光学一目视检查的白光照度应不低于光学一目视检查的白光照度应不低于2000lx。只有在检查微小缺陷、零件内部缺陷只有在检查微小缺陷、零件内部缺陷以及目视所不能胜任的情况下，才需要采用以及目视所不能胜任的情况下，才需要采用无损探伤方法检查。即使是这样，所

43、有部件无损探伤方法检查。即使是这样，所有部件在进行无损探伤之前，凡是能目视到的都必在进行无损探伤之前，凡是能目视到的都必须经过目视检查。须经过目视检查。第64页，共149页。二、无损检测法二、无损检测法 在飞机维修和修理中常用的无损检测在飞机维修和修理中常用的无损检测方法有：方法有：射线检测法射线检测法 超声波检测法超声波检测法 磁粉检测法磁粉检测法 涡流检测法涡流检测法 渗透检测法渗透检测法 第65页，共149页。1射线检测法射线检测法 X射线（最常用）射线（最常用）射线射线 射线射线 中子射线中子射线 X射线是一种波长很短的电磁波。它能穿射线是一种波长很短的电磁波。它能穿透可见光不能穿透的

44、物质，使感光胶片感光透可见光不能穿透的物质，使感光胶片感光或使某些荧光物质发光。或使某些荧光物质发光。第66页，共149页。X射线具有穿透金属或其它物质的能力，射线具有穿透金属或其它物质的能力，其穿透率随被照材料、厚度或密度而不同。其穿透率随被照材料、厚度或密度而不同。X射线透过被检物体时，缺陷部位射线透过被检物体时，缺陷部位(如气孔、如气孔、非金属夹渣等非金属夹渣等)和基体金属对射线的吸收能力是和基体金属对射线的吸收能力是不同的。不同的。缺陷部位对射线的吸收能力大大低于正常缺陷部位对射线的吸收能力大大低于正常部位对射线的吸收能力。部位对射线的吸收能力。第67页，共149页。这样，透过有缺陷部

45、位的射线强这样，透过有缺陷部位的射线强度高于正常部位对射线强度。度高于正常部位对射线强度。所以，所以，X射线胶片上相对应的缺陷射线胶片上相对应的缺陷部位接受的部位接受的X射线粒子就多，所形成缺陷射线粒子就多，所形成缺陷影像的黑度也就高。影像的黑度也就高。这样，缺陷的大小、形状、所在这样，缺陷的大小、形状、所在位置就反映在底片上了。位置就反映在底片上了。第68页，共149页。特点特点:(1)射线检测法不但可检测出材料表面射线检测法不但可检测出材料表面缺陷，还可检查材料内部缺陷。缺陷，还可检查材料内部缺陷。(2)飞机上结构件可作原位检查。这样飞机上结构件可作原位检查。这样可节省为检查而拆装的工时，

46、缩短飞机的维可节省为检查而拆装的工时，缩短飞机的维修停场时间。修停场时间。第69页，共149页。(3)只能发现平行于射线束方向上具有足够只能发现平行于射线束方向上具有足够厚度的裂纹。厚度的裂纹。(当紧紧闭合的裂纹与射线束所呈的夹当紧紧闭合的裂纹与射线束所呈的夹角超过角超过5时，将很难发现它。这是因为在时，将很难发现它。这是因为在照射方向上几乎没有厚度差别的缘故。因此，照射方向上几乎没有厚度差别的缘故。因此，有时需要进行多方位的照相。）有时需要进行多方位的照相。）（4）辨认缺陷需有一定的经验。辨认缺陷需有一定的经验。第70页，共149页。应用应用:用于检测飞机结构件的疲劳损伤和其他用于检测飞机结

47、构件的疲劳损伤和其他损伤损伤(如腐蚀损伤如腐蚀损伤)，在飞机上，能够采用在飞机上，能够采用X射线探伤方法检测射线探伤方法检测的具体部位是：的具体部位是：(1)机身：窗框、工艺对接框和加强框、机身：窗框、工艺对接框和加强框、进机门框进机门框(服务门框服务门框)、货舱门框以及机舱内、货舱门框以及机舱内各加温管道区等。各加温管道区等。第71页，共149页。(2)机翼：机身与机翼连接肋机翼：机身与机翼连接肋(称为根肋称为根肋)、加强肋、内外翼结合肋、翼梁、油箱工艺口加强肋、内外翼结合肋、翼梁、油箱工艺口(人工检查孔人工检查孔)以及缝翼、襟翼、副翼和导流板以及缝翼、襟翼、副翼和导流板等。等。(3)水平尾

48、翼：翼梁、翼肋以及升降舵内部水平尾翼：翼梁、翼肋以及升降舵内部结构等。结构等。第72页，共149页。(4)垂直尾翼：翼梁、翼肋以及方向舵内部结垂直尾翼：翼梁、翼肋以及方向舵内部结构等。构等。除列出的上述四个区域中的主要部位外，除列出的上述四个区域中的主要部位外，对维护和修理中产生怀疑的部位，如用其他对维护和修理中产生怀疑的部位，如用其他方法不能实施检查时，可应用射线探伤法来方法不能实施检查时，可应用射线探伤法来检查。检查。第73页，共149页。2超声波检测法超声波检测法 高频声束射入被检材料，经过不同介高频声束射入被检材料，经过不同介质分界面时会发生反射，检测者分析反射声质分界面时会发生反射，

49、检测者分析反射声束，便可确定缺陷的存在及位置。这种检测束，便可确定缺陷的存在及位置。这种检测方法称作超声波检测法。方法称作超声波检测法。第74页，共149页。超声波检测方法在飞机结构修理中主超声波检测方法在飞机结构修理中主要是检测构件的疲劳裂纹和腐蚀。要是检测构件的疲劳裂纹和腐蚀。超声波探伤时，只要声束方向与裂纹超声波探伤时，只要声束方向与裂纹之间夹角达到一定要求，即可清晰地显示裂之间夹角达到一定要求，即可清晰地显示裂纹缺陷。纹缺陷。第75页，共149页。3磁粉检测法磁粉检测法 铁磁工件被磁化时，缺陷的存在会使得工铁磁工件被磁化时，缺陷的存在会使得工件表面产生漏磁。磁粉检测就是通过检测漏磁来件

50、表面产生漏磁。磁粉检测就是通过检测漏磁来发现缺陷的一种无损检测方法。发现缺陷的一种无损检测方法。磁粉检测法是发现飞机结构中铁磁性材料磁粉检测法是发现飞机结构中铁磁性材料构件表面或近表面缺陷的最可靠方法。构件表面或近表面缺陷的最可靠方法。第76页，共149页。应用应用:绝大多数铁磁性材料制成的零、部件，绝大多数铁磁性材料制成的零、部件，其表面和近表面的缺陷都可以采用磁粉检测其表面和近表面的缺陷都可以采用磁粉检测方法来检测。方法来检测。(主要用于检测锻钢件及焊主要用于检测锻钢件及焊件。件。)注意注意:非磁性材料，不能采用磁粉探非磁性材料，不能采用磁粉探伤检测缺陷，例如伤检测缺陷，例如,奥氏体不锈钢