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飛機用復(fù)合材料常見的損傷及損傷產(chǎn)生的原因分析

飛機用復(fù)合材料常見的損傷及損傷產(chǎn)生的原因分析

近年來,復(fù)合材料在飛機上的用量正大幅度提升,波音和空客等航空公司在復(fù)合材料上的使用量均超過50%,隨著復(fù)合材料裝機使用規(guī)模逐步增加,復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)損傷現(xiàn)象也日益凸顯,本文介紹飛機用復(fù)合材料的常見損傷及損傷產(chǎn)生的原因,希望對避免產(chǎn)生損傷起到一定的警示作用。

飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)常見的損傷類型主要包括劃傷、裂紋、凹槽、點蝕、凹坑、分層、脫膠及雷擊等損傷。

(1)劃傷,是一種線性損傷,通過檢查破損長度和深度程度來區(qū)分,劃傷是由于尖銳物體接觸,而造成一定深度和長度的線性損傷。

(2)刻痕,是一種小區(qū)域損傷, 通過檢查損傷處是否穿透表層來區(qū)分。

(3)分層/脫膠,通過檢查復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部分分離破壞發(fā)生的位置來區(qū)分,分層是指在復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)中,不同纖維層之間的剝離破壞,脫膠是指復(fù)合材料構(gòu)件中,纖維層和蜂窩之間的玻璃破壞。

(4)凹坑/穿孔,通過檢查破壞發(fā)生的深度是否穿透復(fù)合材料板厚來區(qū)分。

(5)蝕,復(fù)合材料遇到明火或雷擊而引起復(fù)合材料構(gòu)件的燒蝕損傷,通過目視檢查復(fù)合材料外表面可以發(fā)現(xiàn)。

復(fù)合材料的損傷大部分是由于制造的缺陷或使用維修不當(dāng)引起的,設(shè)計與制造中的缺陷是造成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)“先天缺陷”的主要原因,而使用與維修中的不當(dāng)主要是有地面的操作失誤等原因造成,環(huán)境也是引起復(fù)合材料損傷的一個原因,主要介紹如下:

(1)制造過程中產(chǎn)生的缺陷:復(fù)合材料在生產(chǎn)、裝配和使用過程中可能會出現(xiàn)各種類型的缺陷,會降低它們的性能和使用壽命,一種常見的層合板結(jié)構(gòu),可能會出現(xiàn)脫層、粘合不良、褶皺或折疊、鼓包、分層、雜質(zhì)等,另一種常見的復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu),可能出現(xiàn)蜂窩芯格壓縮、蜂窩芯凹陷等缺陷

(2)在裝配過程中產(chǎn)生的缺陷:在裝配過程中,可能因鉆孔、螺紋連接和變形等原因出現(xiàn)缺陷,常見的缺陷包括制孔缺陷、鉸孔缺陷、扭曲變形缺陷等,這些缺陷可能影響部件的適配性和完整性,為確保復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)安全性和可靠性,必循定期檢查和監(jiān)視生產(chǎn)過程和裝配過程。

(3)使用維修過程產(chǎn)生的損傷:據(jù)統(tǒng)計,由于天氣原因造成的損傷為10%,由于鳥撞原因造成的損傷為20%,由于人為造成的損傷為70%,因此,需要對各單位人員進行全面的培訓(xùn)以減少損傷的發(fā)生。在航空器上,最容易受到鳥撞影響的部位主要集中在機頭雷達罩、機翼、平尾的前緣等區(qū)域,這些部位通常是航空器表面最突出的部位,這些部位的損傷可能會導(dǎo)致嚴重后果,如損壞飛行控制系統(tǒng)、干擾飛行員視線等。操作失誤引起的結(jié)構(gòu)受損主要是由于各種撞擊引起的,例如跑道、設(shè)備、工具等這些損傷如果不及時修復(fù),對飛機的安全性能造成潛在的威脅。


此文由中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會搜集翻譯,文章不用于商業(yè)目的,僅供行業(yè)人士交流,引用請注明出處。


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