结构损伤与修理重点

当构件受压时，存在两种可能破坏情况：构件受纯压破坏和受压失去稳定性。

结构件的抗拉强度极限与材料的抗拉强度极限区别：构件的抗拉强度极限小于材料的抗拉强度极限。

影响铆钉力分布的主要因素是：1、铆钉数量越多，铆钉力分布的不均匀性越大；2、铆钉间距和铆钉刚度越大，铆钉力分布的不均匀性越大；3、在被连接件的宽度和材料都相同的情况下，两被连接件的厚度相等，铆钉力的分布是对称的，若两被连接件的厚度不相等，则最大的铆钉力产生在拉伸刚度较大的被连接件端头处的铆钉上；4、若被连接件的横截面积向端头逐渐减小，则铆钉力分布的不均匀性可以减小，在塑性范围内时，铆钉力的分布趋于均匀化。

铆钉的剪切强度：

飞机结构中，相比其他形式通常传递很大的载荷的接头形式是：耳片连接的结构形式通常传递很大的载荷，是飞机结构的重要受力部位。

在飞机结构中，有一些接头往往采用耳片连接的结构形式。在飞机结构设计过程中，要做那方面的连接强度计算：耳片的拉伸强度计算、耳孔的挤压强度计算。

局部等强度修理准则的基本思想是：构件损伤部位经修理以后，该部位的静强度基本等于原构件在该部位处的静强度。

总体等强度修理准则的基本思想是：根据总体结构的构造特点和受力情况，找出最严重的受力部位；然后根据受力最严重部位的极限受力状态，确定该总体结构能够承受的最大载荷；最后，以受力最严重部位的承载能力所确定的最大载荷，考核修理部位的强度储备。

什么时候使用：当总体结构的受力最严重部位达到极限受载状态而破坏，而修理部位却没有达到极限受载状态

防止机翼弯扭颤振的方法：提高机翼弯扭颤振临界速度，缩短压心到重心的距离，尽量使重心前移，通常在翼尖前缘加配重

安全寿命设计思想：要求飞机结构在一定使用期内不发生疲劳破坏。构件出现裂纹就看作是一种破坏。构件形成可检裂纹的这段时间就是构件的疲劳寿命。到了寿命的构件需进行修理或更换。

破损安全：一个构件破坏之后，它承担的载荷可能由其他结构件继续承担，以防止飞机的破坏，或造成刚度的降低过多而影响飞机的正常使用。这种设计思想允许飞机有局部破损，但必须保证飞机的安全。

损伤容限设计基本含义：承认结构中存在着一定程度的未被发现的初始缺陷、裂纹或其他损伤。通过损伤容限特性分析与实验，对可检结构给出检查周期，对不可检结构给出最大允许初始损伤

结构损伤容限设计的核心：承认结构中存在初始缺陷、裂纹及其他缺陷的可能性，并设法控制损伤的扩展。

结构分类：缓慢裂纹增长结构；破损安全止裂结构；破损安全多传力结构

耐久性设计的含义：在规定的时间内，飞机结构抗疲劳开裂、腐蚀、热退化、剥离、磨损和外来物损伤作用的能力。

耐久性的基本要求：飞机结构应具有大于一个使用寿命的经济寿命。

耐久性设计和损伤容限设计之间的联系与区别：损伤容限设计是保证飞机结构安全性和可靠性，确定安全极限。耐久性设计是使飞机结构具有良好的经济维修性，确定飞机结构的经济极限，提供经济寿命。损伤容限设计与耐久性设计是相互联系，互相补充的。损伤容限设计的可靠性保证要以耐久性为前提。通常把损伤容限设计与耐久性设计科学的结合起来，从b 2

jq 4d p τπ=

而形成耐久性加损伤容限的设计思想。它的总目标，一是提高飞机的安全可靠性，二是提高飞机的经济寿命。

抗疲劳设计与修理的一般准测：合理选材；适当控制应力水平；避免或减缓应力集中。

应力集中：构件的截面突变处，出现比名义应力大得多的局部应力，这种局部应力增大的现象叫做应力集中。

避免或减缓应力集中的措施：1.构件应该尽量避免横截面积有急剧突变；2.在飞机结构设计布局时，应尽量避免主动传力路线中断，避免桁条中断和弯折，避免或减少局部附加弯矩及局部应力集中；3.采用对称结构，尽量避免带有偏心；4.结构尽可能少开口，开小口；5.受力构件边缘不允许有尖角，并保证有足够大的圆角过渡；6.避免在主要传力构件的高应力区域或应力集中部位装置辅助构件，防止出现复合应力集中；7.铆钉孔和螺栓孔的布置，要尽量避开高应力区。8.悬挂接头的连接设计，降低应力集中，可适当加长接头连接部分；9.用整体结构代替螺钉连接组合结构；10.尽量减少接头和接缝，并将它们置于低应力区；11.重要受力构件的局部应力集中区设计，应便于加工。

连接件的连接形式：尽量采用对接形式，避免采用搭接形式；对于对接形式的铆钉连接，采用薄刚性垫片可减少偏心距；对于搭接形式的铆钉连接，采用刚性加强件。

铆钉的排列形式：平行排列的铆接，不宜采用交错排列的铆接，各排铆钉的大小和数量尽可能相同；避免单排连接，尽可能采用双排或三排连接。

一般抗疲劳装配工艺措施：在飞机结构制造和修理中应注意填装工艺孔，工艺孔应选在低应力区；装配孔边缘必须留有足够大的倒角，以防止装配时刮坏零件，造成疲劳源；在飞机结构装配和修理中，应避免过度的强迫装配，防止产生过大而有害的装配应力，降低构件的疲劳强度；连接不同材料时，钻孔应首先钻透高强度材料的构件；埋头划窝的深度不宜超过板厚的2/3，也不许划透板件留下刀口状的锐边；紧固件孔边去毛刺；避免使用攻螺纹的孔；避免受剪螺栓孔有太大的公差；铝合金接头的螺栓孔应加装紧配合钢衬套；构件紧贴表面尽量避免相互滑移和擦伤；打印号码标记的位置应加以规定，要选在低应力的部位。

表面强化工艺措施：表面形变强化（喷丸，滚压）；表面淬火处理；表面化学热处理（渗碳，渗氮，碳氮共渗）；表面激光处理。

喷丸工艺：表面喷丸强化工艺和表面滚压强化工艺，是在零构件表层产生有利残余压应力的表层形变强化工艺。

原理：将高速运动的弹丸连续地向零构件表面喷射的过程，弹丸流的喷射如同无数小锤向金属表面层产生极为强烈的塑性变形，形成表面强化层。

作用：1）较经济的加工成形螺纹，同时提供疲劳强度；2）改善铝合金构件，疲劳性能的作用；3）改善合金钢，疲劳性能的作用。

其他表面处理工艺：1.表面淬火2.表面化学热处理

应力腐蚀：某些合金材料或构件，在特定腐蚀介质中受到恒定拉应力作用导致脆性损坏的现象,称为应力腐蚀。

应力腐蚀开裂：在恒定拉应力和腐蚀介质联合作用下，裂纹形成和扩展的过程。

产生应力腐蚀三要素：合金、拉应力和腐蚀介质。

防止应力腐蚀：铝锌合金，不锈钢和高强度结构钢对应力腐蚀具有较高的敏感性；应力腐蚀开裂速率是受应力强度因子控制的；采取消除残余拉应力的热处理工艺；采用喷丸，滚压或超声波，振动，降低残余拉应力或引入压应力；表面渗碳，渗氮，氰化，渗金属或合金等工艺措施；紧固件孔的适当径向干涉量；构件抗拉强度达到技术条件的中下限；避免缓解应力集中。

飞机结构的损伤，按损伤程度可分为三类：1）可允许损伤2）可修理损伤3）不可修理损伤。