1、结构修理专业基础知识培训n课件制作人谢伟杰n2012.08.080飞机结构修理基础系列飞机结构修理基础系列n1：结构修理的依据有哪些？n2：修理方案要考虑的因素？飞机结构修理的原则n手册：SRM，AMM，CMM，OHMn波音或厂家提供的相关资料n局方提供的相关资料n工卡结构修理的依据n以结构修理手册SRM为依据；n超出手册范围的依据：n该型飞机强度设计资料；n空气动力资料；n腐蚀控制资料；n等强度、等刚度修理准则；n严重损伤超手册的报波音。制定修理方案的依据n判断损伤程度，确定影响区域，综合考虑：n该部位气动性能要求；n损伤部位及构件的重要性；n构件的静强度、刚度、疲劳特性；n防腐要求；n损伤
2、部位的可检性；n施工的可行性和经济性；n气密结构的密封性；n修理件加工和装配的要求。影响修理方案的因素满足防腐控制要求：n飞机结构件，均需采取防腐措施；n阳极化处理；n喷涂底漆；n喷涂防腐胶；n粘接胶带；n设置橡胶或塑料隔离装置。n根据区域防腐等级，采取相应的防腐方法；n不同金属材料接触，必须采取有效绝缘隔离措施；制定修理方案的依据强度要求：n不能过分加强损伤部位，防止形成结构硬点（静强度考虑）；n承受交变应力构件不宜采用超硬铝（疲劳强度、刚度考虑）；n结构修理后不改变原结构的设计：n破损安全设计；n损伤容限设计；n耐久性设计；制定修理方案的依据可检性要求：n满足静强度、刚度、疲劳强度下重视可
3、检性；n不要破坏原来结构的可检性；n特别是重要承力构件；制定修理方案的依据密封性要求：n气体密封结构要求；n机身密封舱，影响旅客舒适和飞机安全；n液体密封结构要求：n液体油箱渗漏易失火；n选用合适的密封胶和工艺。制定修理方案的依据n工艺性要求：在满足结构的基本性能与要求的基础上，尽可能使施工方便、简单，以达到多、快、好、省的目的。加工和装配的工艺要求（车铣、热处理、安装间隙）。制定修理方案的依据n永久性修理要求：对于临时性修理，必须考虑到将来实施永久性修理的可行性，不能影响永久性修理。制定修理方案的依据n经济性的要求：应尽量考虑维修成本，减少成品件的使用，减少飞机维修停场时间，减少材料的使用，
4、提高航空公司的经济效益。制定修理方案的依据临时性修理方案n修理条件不足n停场时间不足；n技术条件不足n缺少修理航材；n修理工具、设备欠缺；n厂房条件不符合要求。制定临时修理方案应考虑的因素n必须考虑到以后的永久性修理方案；n方案中必须包括对修理区域的检查间隔；n该部位损伤有发展必须缩短间隔；n损伤容限值，及时永久性修理；n必须规定时限，到时限必须永久性修理；n基本要素满足补强的静强度要求。制定结构修理方案的要点n保持飞机结构的完整性。n强度合适，良好气动外形，重量变化最小。结构修理基本要求n尽量采用对称补强修理；n选用合适紧固件；n气动敏感区采用内补或表面镶平；n加强片两端采用台阶状或楔形；n
5、蒙皮加强板加厚12级，杆件加厚25；结构修理基本要求1.尽量采用对称补强修理形式，这样可以减小次级附加弯矩，改善连接部位的疲劳强度。结构修理基本要求2.在气动力敏感区域，尽量采用内部贴补修理或表面镶平修理；在机翼、尾翼的前缘部位，静压口和迎角传感器附近区域，采用表面镶平修理或内部贴补修理。结构修理基本要求3.当修理蒙皮时，补强件或拼接连接件的厚度应加大1级或2级；当修理薄壁杆件（例如桁条、缘条、腹板加强立柱）时，如果原构件为铝铜合金（例如2024-T3铝合金挤压型材），则补强件或拼接连接件的厚度应加大25%；如果原构件为铝锌合金（例如7075-T6铝合金挤压型材），则补强件或拼接连接件厚度应加
6、大35%。结构修理基本要求4在修理梁、肋、或隔框时，还要考虑到以下几个基本原则：4.1 梁、肋或隔框腹板上的立柱起防止腹板在低载荷下发生剪切失稳的作用；对于作用有集中载荷的立柱还起将集中载荷传达室到腹板上去的作用。立柱通常由挤压型材制成。这是因为这种型材能更有效地防止腹板剪切失稳波形通过立柱。因此，更换或修理立柱，也应采用挤压型材。结构修理基本要求4.2 修理腹板所用紧固件类型、牌号和排列至少应与原腹板与缘条的连接相同，通常在腹板修理中采用双行紧固件。如果原腹板与缘条的连接采用单行紧固件连接，修理腹板时，也可以采用单行紧固件连接。结构修理基本要求4.3 尽可能将补强件或切割处的搭接件连接到缘条
7、和/或立柱上。结构修理基本要求5 目前,一些现代民用飞机,例如波音737-300、-400、-500,波音757,767和777飞机上,大量采用机械性能得到改良的铝合金材料,例如2224挤压型材,2324板材,7150板材和挤压型材等,特别是777飞机上采用了机械性能优良的C188-3铝合金。在修理这些材料的构件时，如果采用2024-T3或7075-T6材料代换这些新材料，应将构件横截面面积或厚度加大814%。结构修理基本要求6 尽量采用与损伤构件相同的材料制作补强或拼接连接件。如果因为某种原因需要采用不同的材料，应选用结构修理手册51章中所列经批准的代用品。选用与原构件不同的材料时，应考虑到
8、材料的静强度特性、抗疲劳性能、抗断裂性能以及与原材料的电化学相容性和冷加工成型性能等。结构修理基本要求7 当因结构空间限制，采用合金钢（例如4130、4330钢）或不锈钢（例如301，1/2硬不锈钢）制作铝合金构件的补强件或拼接连接件时，应满足等强度和等刚度修理原则。合金钢的弹性模量为铝合金弹性模量的3倍，拉伸强度极限也为铝合金的拉伸强度极限的3倍以上，所以，当采用合金钢修理铝合金时，补强件或拼接连接件厚度可为铝合金构件厚度的1/3再稍微厚一些。结构修理基本要求7 采用合金钢或不锈钢制定的修理方案，应得到航空航空器制造厂家认可和适航当局批准。结构修理基本要求8 当损伤涉及多个构件时，应采用分别
9、补强的修理方案；如果采用切割法修理，各构件不应在同一位置切割。这样做可以降低“硬点交效应”。结构修理基本要求9 当桁条或绷条存在裂纹损伤时，通常采用消除裂纹的挖补或切割修补形式。对于蒙皮或腹板构件的裂纹损伤，也最好采用挖补修理。结构修理基本要求10 不应过分加强修理区，否则会使其成为过硬区，导致结构内力分配产生明显变化。这种内力分配的变化一般是使修理区和非修理区交界处的应力水平提高，从而降低该部位的耐久性，结构修理基本要求11 航空器结构的修理应满足相应结构的密封修理和防腐修理要求，结构修理基本要求12 对于疲劳问题严重的结构部位,通常要采用强化措施,提高疲劳强度.例如,翼梁缘条上的紧固件孔通
10、常要采用挤压强化措施.结构修理基本要求13 拐角处要有最小0.5in的圆角半径,14.连接厚度0.08in或以上的结构件时,使用钢紧固件(例如Hi-lok螺栓),而不使用铝紧固件 影响结构强度的因素（一）n梁、肋、隔框、腹板修理原则：n挤压型材仍用挤压型材修理；n腹板修理采用两行同类紧固件；n腹板采用厚一级同类包铝板；n两层腹板可用单层稍厚板修理；n加强片连接到缘条或立柱上；影响结构强度的因素（二）n选用合适的紧固件；n蒙皮加强板加厚12级，杆件加厚25；n用合金钢替代铝材，1/3厚稍多；n不锈钢只能替代2024，不能替代7075；n加强片两端采用台阶状或楔形；n损伤多个构件，分别补强，不同位
11、切割；n裂纹通常采用挖补修理；n不要过分加强修理区，以防产生硬点；n疲劳结构，采用挤压强化；影响结构重量的因素n用合金钢替代铝材，1/3厚稍多；n蒙皮加强板加厚12级，杆件加厚25；n梁、肋、隔框、腹板修理原则：n腹板采用厚一级同类包铝板；影响气动外形的因素n选用合适紧固件；n加强片两端，采用台阶状或楔形；n气动外形气动特别敏感区，采用内补或表面镶平；典型结构修理基本内容（1）n基本的修理样式图：n修理区域；n修理片的轮郭、连接形式；n修理片的材料和厚度；n紧固件的类型、紧固件的排列方式、尺寸；n施工具体依据：nSRM章节n波音或厂家的资料n工卡典型结构修理基本内容（2）n具体工序要求：n清除
12、损伤区域，消除边缘疲劳区0.04；nNDT检查损伤边缘和原连接旧孔；n腐蚀区域边缘修整为：20：1的坡度；n补片R角不小于0.5；n补片跨出框、绗条、肋、加强带；n紧固件边距不小于2D；型材特殊不小于1.6D；n补片边缘坡度宽4T、末端厚0.01 0.02；n保证排水孔紧固件孔与相邻孔间距不小于4D；n蒙皮开口处，紧固件跨出R角至少3排；典型结构修理基本内容（3）n具体工序要求：n修补件涂阿洛丁，喷2层底漆；n蒙皮四周连接紧固件最少3排；n保证新紧固件孔间距56D；n铆钉孔加大1/32，HI-LOK加大1/64；nHILOK湿安装；n搭接间隙在0.01，超过0.04”的加垫片；n搭接间隙超过0
13、.04 的报波音；n修理区域喷涂防腐剂。蒙皮补片需要考虑的因素n确定蒙皮修理类型：n修理蒙皮的内补加强板要大1个规格；n修理蒙皮的外补加强板要大2个规格；n隔框加厚1级、桁条加厚12级；n确定材料类型、规格、形状、外形尺寸；n补片轮郭，通常不要落在框、桁条、加强带边n纤维方向必须与蒙皮方向一致；n外补片弧度可比蒙皮稍弯些；n外补的补片形状尽量有规则；蒙皮补片需要考虑的因素n蒙皮挖孔最小R角不小于0.5寸；n裂纹边缘要清除，至少多清除0.04 寸宽；n挖孔后通常要NDT检查；n填片间隙要求，并且要均匀;n补片钉孔位置，参照蒙皮周围紧固件位置，但以满足铆距46D为主；n铆距太大传力不足；n补片所有
14、孔去尖角和毛刺；nHILOK孔要倒角去毛刺；n补片与其它构件连接，要考虑材料电位差；蒙皮补片需要考虑的因素n补片不能影响周围的排水、动静压孔等连接构件；n补片与构件的紧固件连接，满足静强度即可；n紧固件数量和排数按SRM相关章节查找；n铆钉不宜承受交变拉伸载荷；n同一个修理区域，尽量只用一种紧固件；n铆钉不能过多，避免应力集中和减弱构件强度；n外补片通常需要坡度打磨；n坡度打磨宽度4T，铆距不小于2D，以2T开始算起安装补片的施工要求n机身蒙皮铆接，通常由中间向外铆接；n定位销必须足够并紧固；n电位差构件防腐隔离层必须符合标准；n安装前通常有2层防腐底漆；n导电部位通常只有阿洛丁；n涂密封胶，根据施工时间选择胶的类型；n平头紧固件高度符合要求；n铆钉不能湿安装。n铆钉长度、墩头尺寸形状要合适；n安装后，结合处边缘一定要涂好密封胶。典型蒙皮修理要素n符合修理方案的要求，才能成为永久性修理：n图纸尺寸；n技术标注；n工艺程序。n某项不符合具体要求，可能成为临时性修理。n良好的施工是保证修理方案的有效性。
