腐蚀环境中2种典型钛-铝双耳两层结构的腐蚀行为对比

对采用不锈钢衬套和铜衬套的2种典型钛-铝双耳两层结构进行了加速腐蚀试验,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构腐蚀形貌、腐蚀产物,对比分析2种结构的耐腐蚀性能。研究表明:在腐蚀环境中,经过10个周期的加速腐蚀试验,2种典型结构均发生了腐蚀疲劳破坏;不锈钢衬套结构的铝合金腐蚀疲劳裂纹形成时间早且断口腐蚀严重,铜衬套周围铝合金的严重腐蚀是诱发该结构腐蚀疲劳损伤的主要原因。推迟疲劳裂纹形成和降低电偶腐蚀等可提高不锈钢衬套结构的耐腐蚀性能,降低结构应力水平、加强结构的日常维护,能有效提高铜衬套结构的耐腐蚀性能。

典型“铝-钛-铝”三层结构复合耳片腐蚀防护性能研究

目的研究腐蚀环境下“铝-钛-铝”三层结构复合耳片的腐蚀防护性能,方法:开展典型“铝-钛-铝”三层结构复合耳片的加速腐蚀环境试验,加速腐蚀试验共20个周期,从宏观和微观两个方面分析“铝-钛-铝”三层结构复合耳片腐蚀形貌,应用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析微观腐蚀形貌、腐蚀产物,分析“铝-钛-铝”三层结构复合耳片在腐蚀环境下的腐蚀防护性能。结果:研究表明,通过20个周期的实验室加速腐蚀试验,“铝-钛-铝”三层结构复合耳片试验件没有出现腐蚀疲劳破坏,试验件轴承附近出现面积较大的点蚀坑。结论:选用合理的防护体系,腐蚀环境下典型“铝-钛-铝”三层结构复合耳片耐蚀性较好,对于“铝-钛-铝”三层结构在腐蚀环境下的应用推广有重要意义。

波音与空客在典型铰链损伤容限设计的差异性研究

飞机舵面铰链结构在飞行姿态控制和可靠性方面有重要作用,但在其损伤容限设计方面缺乏系统性的指导。运输类飞机适航规章25.571条款中对损伤容限设计所做出的顶层要求,是现代民用飞机结构设计必须遵循的规范。本文介绍了波音和空客不同的技术途径典型铰链机构,分析了缓慢裂纹扩展结构和多传力破损安全结构的技术特点。研究结果表明,多传力路径的破损安全结构能显著降低铰链单点失效概率,同时提出从翼面高度和气动载荷方面进行典型铰链的损伤容限设计。

民用飞机铰链运动机构维修间隔制定研究

铰链机构是民用飞机中一种被广泛采用的运动机构,其维修间隔的合理制定对于保障飞机安全、经济运营起到重要作用。通过对MSG-3、适航条款和国家军用标准中相关内容以及维修间隔的影响因素进行详细分析,提出民用飞机铰链机构维修间隔的制定流程,并以某型飞机襟翼铰链机构维修间隔制定为例进行验证。结果表明:本文提出的制定流程可行,为飞机铰链机构的维修间隔和维修大纲的合理制定提供了依据;该铰链机构的偶然损伤和环境损伤的检查门槛值、重复检查间隔均为5个日历年,疲劳损伤的检查门槛值为24000 fh,重复检查间隔为14400 fh。

飞机复合材料泡沫夹芯结构地面冰雹冲击试验研究

本文讨论地面冰雹冲击的要求,地面冰雹威胁环境,针对某型号扰流板结构优化设计结果,开展了地面冰雹冲击试验,讨论了冰雹冲击损伤机理,制定了复合材料泡沫夹芯扰流板结构的地面冰雹冲击准则。

航空滚轮滚针轴承试验研究与寿命估算

以航空滚轮滚针轴承为试样,开展滚动接触疲劳寿命试验,得到该轴承在不同载荷下的寿命数据、失效模式等,预测滚轮滚针轴承寿命,并与试验结果进行对比分析。结果表明:试验载荷在作为滚轮使用的承载能力(CTR)附近时,试验寿命与理论寿命非常吻合;试验载荷在50%CTR左右时,试验寿命高于理论寿命。应用中要考虑卡死现象和外圈磨损失效模式。

腐蚀环境下典型“钛-铝”复合耳片腐蚀防护性能研究

目的研究腐蚀环境下典型“钛–铝”复合耳片的腐蚀防护性能。方法开展典型“钛–铝”双耳两层结构的加速腐蚀环境试验,共10个周期。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构的腐蚀形貌、腐蚀产物,研究“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护性能。结果在腐蚀环境下,“钛–铝”复合耳片结构中衬套周围异种金属连接部位的电偶腐蚀敏感性高,其他部位防护体系的耐蚀性较好。经过10个周期的加速试验,衬套周围铝合金结构发生较为严重的点蚀,各蚀坑扩展相连,形成较大蚀坑。在第10周期,典型“钛–铝”复合耳片铜衬套周围铝合金蚀坑处出现裂纹扩展,并发生腐蚀疲劳破坏。结论增强典型“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护措施,加强典型“钛–铝”复合耳片异种金属接触部位的日常维护,能有效提高结构的腐蚀防护能力。

飞机复合材料VARI整体扰流板设计与验证

为了降低飞机的制造成本,以飞机扰流板设计为例,采用复合材料VARI整体成形方案,通过优化分析设计出扰流板的铺层,并通过试验验证了所设计的扰流板的承载能力。与传统的复合材料热压罐方案相比,重量相当的情况下,一次整体成形的成本显著降低,证明复合材料低成本技术可以应用于扰流板等飞机次承力结构中。

选区激光熔化精密成形轻质镁合金的研究进展

选区激光熔化成形作为一种新兴的增材制造工艺,可以实现轻质镁合金复杂构件的一体化精密成形。由于镁合金的化学性质活泼,镁合金的选区激光熔化成形相较于其他合金系更具挑战性,沉积构件的强度、塑性、韧性等力学性能指标整体偏低,抗腐蚀性能整体偏差,所以还需进一步提升其综合性能并拓展镁合金的应用领域。综述了近年来国内外关于镁合金选区激光熔化成形方面的研究,为镁合金的精密一体化成形提供相应的理论基础和指导策略。首先阐述了该新兴工艺的原理及特点,基于镁合金熔沸点低、饱和蒸气压高等特点,综合探讨了微裂纹、孔隙和杂质等缺陷的形核原理,提出了相应的缺陷控制策略。对沉积试样的微观组织进行了分析,并与传统工艺进行了比较,并基于此讨论了合金成分微调控和镁基复合材料这2种实现成分微调控的主要方案。最后结合热处理、热等静压等后处理方式调控微观组织,并对采用摩擦搅拌、激光冲击强化等强化工艺结合选区激光熔化的复合增材制造工艺在线闭合缺陷、调控微观组织等技术进行展望,希望可以进一步提升镁合金的综合性能,促进镁合金更广泛的工程应用。

民用飞机襟翼下沉铰链机构维护成本分析研究

民用飞机襟翼下沉铰链机构是一种被广泛采用的收放运动机构,其维护成本对运营经济性影响较大。针对民用飞机襟翼下沉铰链机构维护成本预计与实际运营差距较大的问题,基于MSG-3(Maintenance Stee ring Group 3)分析法提出一种维护成本预计方法。以损伤容限分析结果为参考数据,通过MSG-3分析得到襟翼下沉铰链机构的检查方法、门槛值和检查间隔;根据维护任务的性质和来源,建立直接维护成本预计模型,对襟翼下沉铰链机构维护成本进行预计;以具体机型的襟翼下沉铰链机构为例,验证维护成本预计方法的可行性和有效性。结果表明:本文提出的维护成本预计方法能够较为全面地预计机体结构维护成本,相对其他方法更贴近实际运营。

钛合金基体激光熔覆WC/TC18复合涂层滚动接触疲劳性能研究

为了提高钛合金的滚动接触疲劳性能,以碳化钨(WC)/钛合金(TC18)混合粉末为原料,利用激光熔覆技术在TC18基材表面制备了耐磨涂层,分析了涂层的显微组织和显微硬度,在室温条件下测试了涂层的接触疲劳性能。结果表明,涂层与基体冶金结合良好,WC颗粒呈不规则块状均匀分布于β-Ti基体中,WC显微硬度在2122~2271HV之间。与传统钛合金表面超声速火焰喷涂WC-Co涂层相比,激光熔覆复合涂层的滚动接触疲劳性能改善,但耐磨性能降低。

基于载荷共享理论的多传力路径耳片可靠性研究

飞机结构检查周期的制定需要保证结构在服役期间具有一定的可靠性,但多传力路径耳片结构中各层耳片的失效存在相关性,传统的并联系统可靠性分析方法已经不适用于该结构的可靠性分析。为解决这一问题,基于载荷共享并联系统提出了一种多传力路径耳片结构的可靠性建模方法。首先,基于载荷共享并联系统的基础理论和耳片设计准则,确定了多传力路径耳片结构的载荷共享原则和寿命等效原则;在此基础上,应用条件概率和全概率公式对任意三传力路径耳片结构进行可靠性建模,并应用于结构检查周期的校核;最后,以某型飞机的“铝-钛-铝”复合连接的耳片结构为例进行了应用分析,验证了方法的适用性和有效性。结果表明:相比传统的并联系统可靠性模型和基于对数正态分布模型的可靠性分析方法,所提方法能够很好地反映多层耳片间的相关失效,更符合多传力路径耳片结构的失效特性,从而为多传力路径耳片结构的可靠性分析提供了一种新的方法,可用于检查周期的校核和优化。