飞机结构钣金基础知识讲课教案

结构基础 知识
安全寿命设计思想的要点是：认为结构件无初 始损伤。安全寿命是建立在这种无缺陷的假设基 础之上。安全寿命等于实试验寿命和分散系数的 比值。目前，只对于一些极为重要的飞机部件采 用安全寿命方法进行设计，典型的例子是飞机起 落架的设计至今仍然采用这种设计理念。
破损安全设计思想的要点是：容许结构件的 破损等损伤，但必须能够保证飞机的安全；如， 采用多传力结构。
飞机结构钣金基础知识
飞机结构的型式
构架式 硬壳式 半硬壳式
现代飞机采用的型式
常见飞机结构材料
• 铝合金 （78%） • 钢 （12%） • 钛合金 （6%） • 复合材料 （3%） • 其他材料（1%）
铝合金
钢
钛合金
复合材料 其它材料
结构基础知识
半硬壳式
结构基础知识
概述 民航飞机的安全必须建立在两个基础上：第一、
着航空器的飞行安全。因此，及时发现航空器的损 伤，并采取相应的维修措施是保证航空器适航性的 重要组成部分。涉及到结构方面的检查方法大体上 可以划分为目视检查和无损检测（NDT）方法两大 类。
损伤与检查
损伤的分类 损伤按原因可分为：疲劳、腐蚀、意外损伤（化
学品的泄露、烧伤、地面撞击、不规范的修理）。 疲劳、腐蚀、意外事故可以造成飞机结构的损
❖ 结构损伤按其损伤程度可分为三类：可允许损伤、 可修理损伤和 不可修理损伤。
❖可允许损伤容限值的影响因素-气动光滑性、 应力水平、损 伤方向、损伤类型、损伤部位
❖蒙皮的可允许损伤-凹坑、裂纹、划伤擦伤腐蚀 ❖隔框腹板、翼肋腹板和梁腹板的可允许损伤-凹坑、
划伤擦伤腐蚀、破孔 ❖缘条和桁条的可允许损伤
伤，结构件的疲劳寿命通过受力分析和实验获得， 但因腐蚀产生的结构损伤不能估算。意外损伤通常 比较明显，但结构的损伤必须更多的用恰当的方法 辨认、处理。
腐蚀损伤
腐蚀原因 ❖ 保护涂层的失效
保护涂层的失效可导致腐蚀的产生。涂层系 统的合理选择、运用、维护以及防腐剂的使用可 抑制结构的腐蚀。
可允许损伤
结构基础知识
➢ 民航飞机结构设计思想简介 民航飞机的维修方案是建立在相应的设计思想的基
础上的，而制订维修方案的指导思想的发展变化是和飞 机设计理念的革新息息相关的。所以，维修人员必须有 一定的飞机设计方面的知识。下面主要介绍的是飞机设 计思想的发展和要点。 民航飞机的结构设计思想大体经历了以下几个阶段： 第一级段、满足静强度、刚度的设计准则 第二阶段、安全寿命设计准则； 第三阶段、破损安全设计思想
这种修理通常是因为航空器停场时间短或修理 条件不具备而采用的修理方法。它需要比B类结构修 理有更严格的附加检查方法。可以按照结构修理手册 提供的附加检查的门槛值和重复检查间隔进行检查， 并在规定期限内更换这种C类结构修理
C类结构修理
损伤与检查
航空器损伤的分类及检查 航空器的损伤，特别是严重的损伤，直接威胁
保证飞机在设计制造过程中满足符合其型号设计的要 求；第二、保证飞机在使用维修过程中初始处于安全 运行状态。也就是说，要保证民用航空器的适航性， 必须同时满足上面两条件，任一个条件的不满足将导 致该民用航空器不再适航。所以说飞机的修理维护是 保证持续适航性的重要组成部分。
结构修理的原则主要有等强度原则、等刚度原则 和对称性原则。
A类结构修理
结构的修理
B类结构修理 通常需要在一定的使用时间后，增加周期性的
目视检查或无损检测的修理属于B类结构修理的范围。 B类外部贴补修理满足所有静强度要求，但抗疲劳和 损伤容限细节不如镶平修理好。
结构的修理
C类结构修理
C类结构修理是一种仅满足静强度要求，不满 足耐久性或气动光滑性要求的临时性修理。
腐蚀损伤
❖ 保护镀层失效 无机材料一般作为结构材料的阳极保护层。
比如2024铝板上的1230包铝是一种阳极镀层，这 层包铝对2024铝合金提供保护直到它因腐蚀或机 械方法脱落。
其它类的损伤：比如：机械损伤，疲劳、意 外、应力、缝隙腐蚀、化学损伤等。
腐蚀损伤
❖ 漏水孔堵塞 如果漏水孔堵塞或漏水活门不规范操作可以
结构基础知识
静强度和静刚度设计思想的要点是：认为航空器 的失效是静载破坏。
强度和刚度是反映材料抵抗弹塑性变形和抵抗断 裂失效的能力，静强度和静刚度是材料在缓慢加载 时材料体现出的抵抗弹塑性变形和抵抗断裂失效的 能力。实际航空器不可能处于静载状态，所以，这 种设计思想算是最古老的设计思想，但是，它又是 任何飞机设计必须满足的前提。
➢应力腐蚀 应力腐蚀是拉应力和腐蚀介质共同作用下材料
结构基础知识
损伤容限和耐久性设计思想的要点是：容许初始损伤 的存在，对于可检结构给出检修周期，对于不可检结构， 给出最大容许初始损伤；并且给飞机给出一个大于设计寿 命的使用寿命（如，20年），超过使用寿命，维修起来不 是很划算、不经济，这时飞机退役或更换飞机部件。
以保证结果在 给定的使用使命期限内，不致由于未 被发现的初始缺陷，裂纹和其他损伤扩展而发生灾难性的 破坏事故。
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结构修理Leabharlann Baidu分类:
航空器结构的修理可分为三种类型：A类、B类、C类。
A类结构修理 A类结构修理就是原区域检查大纲的检查间隔
及方法已经能够确保结构的持续适航性的结构修理 方法。这就是说修理后的检查要求与原来的检查要 求相同，不需给出补充结构检查，仍采用MPD（维护 计划资料）给出的维护检查间隔和方法。
导致污水积聚从而产生腐蚀。在某些部位，填平 胶可防止水分积聚，填平胶松动或脱落必须马上 更换。
漏水孔堵塞还可引起垃圾、脏物的聚积，从而 在水分于金属界面或不同金属之间发生腐蚀，修理 时需彻底除去污物。
腐蚀的类型
❖ 腐蚀可分为几种不同的类型，当凭借分类从本质 上无法辨别腐蚀时，可以以最相近的化学方法选 择最好的处理措施。
结构基础知识
第四阶段、满足损伤容限的设计思想，而今，波 音飞机的设计理念是建立在损伤容限和耐久性设 计理念相结合的基础之上的比较现代化的飞机产 品。
需要注意的是不管何种飞机设计思想，都必 须满足静强度和静刚度的设计要求，现代飞机设 计思想的损伤容限和耐久性设计师是满足静强度 和静刚度前提下的损伤容限和耐久性设计。