飞机维修

2014~2015学年第二学期

飞机结构维修（作业）

（专业选修课，考查课程）

专业：飞行器制造工程

班级学号：12032237

姓名：罗千

授课教师：敖志强

目录引言

一、铝合金发展概况

二、国外几种新型合金的性能及应用

二、飞机蒙皮的结构特点和修理方法

3.1飞机蒙皮的结构及特点

3.2飞机蒙皮的损伤和维修

3.2.1蒙皮的轻微损伤的修理

3.2.2蒙皮的裂纹的修理

3.2.3蒙皮破孔的修理

3.2.4蒙皮大范围损伤的修理

三、飞机梁和长桁的修理方法

4.1梁缘条和长桁的修理

4.1.1缺口的修理

4.1.2裂纹的修理

4.1.3断裂的修理

4.2梁腹板的修理

四、隔框和翼肋的修理方法

5.1变形的修理

5.2裂纹的修理

飞机铝合金结构的修理方法和应用

引言

现代飞机常用铝合金性能、半成品形式以及热处理状态，通过对调整合金成分及含量，降低杂志含量以及新的热处理状态的研究，可以获得综合性能较好的铝合金，以适应现代飞机队材料综合性能的需求。据统计铝和铝合金占一架飞机总重量的70%，而飞机的结构件大部分是由铝合金材料构成，而铝合金结构的连接方式，仍以铆接为主，因此，飞机结构修理的主要手段仍然是铆接。

一、铝合金发展概况

自从飞机问世以来，铝合金一直被作为飞机结构的主要材料，典型的合金和状态有2024--T3(相当于我国的LYI2CZ)和7075一T6(相当于我国的LC4CS)。

早期的飞机设计思想是追求静强度，因此，以往的合金研究重点一直是放在静强度上，上述合金和状态就是依据这一思想在40年代和50年代初期研制的。宇航工业的迅速发展对机体材料提出了更高

的要求，要求研制出比7075--T6强度高10的铝合金。5o年代初期。

美国ALCOA公司研制成功了7178(相当于LC6)合金作为薄板材辩(少量地用于厚板和挤压件)。50年代中期，叉相继研制了7079(相当于LC10)和7001一T6。7079用于厚板、挤压件和锻件，7001用于挤压件。

随着飞机使用经验的不断积累，特别是从历史上慧星号”客机的破损事故中人们认识到旧合金有如下问题：

1、抗应力腐蚀裂纹性能低。

2、投有足够的疲劳寿命。

3、短横向性能低，即使是很小的缺陷和裂纹也能迅速扩展，造成致命的破损。

因此，人们一度认为，铝合金的性能改进巳趋于顶峰，为研翩新型高性能飞机必须寻求新的结构材料体系“，铝合金在飞机上的应用一度有所减少。

铝合金再度得到航空界的信任，是由其自身特性决定的，铝合金最大的特点是比重小、比强度高，其次是人们在常年使用中，在生产和使用上拥有了成熟的经验。因此，50年代末期，铝合金在航空界一度。失宠的情况下，人们仍然在铝合金使用方面做着不懈的努力。

断裂力学的兴起对新型铝合金和状态的发展起了很大的促进作用。断裂力学否定了传统力学的三个假定(微小变形就会引起破坏的假定、均匀连续假定和各向同性假定)，认为材料是存在缺陷的，高

强度材料的破断主要取决于材料的抗裂纹扩展能力——断裂韧性，而不取决于强度。从而改变了单独追求强度的理论，开始了对铝合金的新的评价。

从断裂力学的角度出发，断裂韧性(Kn)高的材料，抗应力腐蚀性能(Kcc)和疲劳性能(△K)也高。因此，在以后的研究中，将断裂韧性列为材料的一个重要指标。

高强度铝合金的断裂韧性主要取决于第二相质点(化合物质点、弥散质点和析出质点)的太小和分布状态。定量的研究表明，K和Kc 与质点的太小和体质百分率成反比，与质点问的问距成正比。60年代以来，把控制合金第二相质点的大小、问距和体积百分率，使其达到理想的状态，作为改善和提高铝合金使用性能的决定性途径。取得了一系列的进展。

二、国外几种新型合金的性能及应用

7175合金是在60年代研制的，主要用于厚度小于8英寸的高强度模锻件。7175合金的主要成分与7075基本相同，但Fe、sj、Mn、Cr等杂质的含量较低，所具有优异的断裂韧性。7475使用的状态有一T66和一T74两种。一T66状态的材料在纵向(或顺纤维方向)的静强度和断裂韧性至少比7075一T6高10～15，而抗应力腐蚀性能与7075--T6相同，都比较低。一T74状态的材料的强度与7075一T6

相同，而耐应力腐蚀性能与韧性则与7075--T73同等优异。因此，在最新设计中，一T66状态的材料仅用于对强度有要求的结构件，对既有强度要求又有抗应力腐蚀要求的构件，都采用一T74状态的材料。

在美国，7175合金颇受空军重视，F一15战斗机的翼梁、起落架及F一5战斗机部件都采用了厚度在3英寸以下的7175模锻件。

7049合金主要是为了获得一种兼有7075--T73的耐应力腐蚀性和7079一T6厚截面材料(5英寸厚度以下)的高强度而研制的新合金。在化学成分上Cu和cr的含量低，而Zn／Mg高，当为增强抗应力腐蚀性而进行过时效处理时，高的Zn／Mg比可起到防止强度降低的作用。低的含cr量使合金具有低的淬火敏感性。7049合金用于许多飞机的大型模锻件，特别用于F--4、Dc一10、F—l11、F一5E、B--52、C141、YF--17等的主起落架。

7050合金与7049一样，都是为了提高厚壁部件的强度和耐应力腐蚀性而研制的。在成分上，对cr含量控制得特别低(>0．O4)，褥加zr作为再结晶和晶粒的调整剂，此外，Cu／Mg比在0．8以上。降低cr含量主要是为抑制淬火敏感性}增加cu含量则能够在获得高的耐应力腐蚀性的温度范围内仍保持合金的强度。

7050合金的强度和断裂韧性都较高，耐应力腐蚀性仅低于

7075--T73，在疲劳性能上还不是很优异。7050除用作锻件外，还有板材和挤压件--T74状态的锻件可用于起落架部件和各种零件I--T74状态的厚板可用于制造隔板、传载机构、上下蒙皮，翼梁和肋I用为