航空维修管理第四章民用航空器维修技术.ppt
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1航空维修管理航空维修管理中国民航大学航空工程学院中国民航大学航空工程学院2第四章第四章民用航空器维修技术民用航空器维修技术3主要内容第一节第一节失效分析技术失效分析技术第二节第二节修理技术与工艺修理技术与工艺第三节第三节无损检测方法无损检测方法4第一节第一节失效分析技术失效分析技术1.1概述概述产产品品或或零零部部件件丧丧失失原原设设计计所所规规定定的的功功能能的的现象，称为失效。
现象，称为失效。
包含以下三种情况：
完全不能继续服役已部分失去原有的功能。
能运行完成功能，但由于受损不能安全可靠地继续服役。
5出现上述三种情况中的任何一种，就认为产品已经失效了。
如汽轮机在运转中突然发生叶片断裂而停止运转，完全不能工作，属于第一种失效；车床主轴因磨损而产生跳动，达不到标准要求的精度，虽然还能继续使用，但可认为也已经失效，这属于第二种失效；机械整体功能并无任何变化，但其中某个零件部分或全部失去功能，此时机械虽还能正常工作，但在某些特殊情况下就可能导致重大事故，这种机械失去安全工作能力的，属于第三种失效，如火车的紧急制动失灵等。
6根据工件损坏的特点，所承受载荷的形根据工件损坏的特点，所承受载荷的形式及外界条件，可将失效分为下列几式及外界条件，可将失效分为下列几种类型：
种类型：
（一）变形失效
（二）断裂失效（三）腐蚀失效（四）磨损失效
（一）变形失效变形失效包括弹性变形失效、塑性变形失效、蠕变变形失效。
其特点是非突发性失效，一般不会造成灾难性事故。
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（1）过量弹性变形失效金属零件或构件在外力作用下总要发生弹性变形。
在一些机器结构中有时需要选用弹性模量小、强度高并能承受较大弹性变形的材料来制造弹性元件，如各种弹簧；但大多数零件在工作时要限制其过量的弹性变形，即要求有足够的刚度，如镗床的镗杆，车床的主轴，若发生过大的弹性变形会影响被加工零件的精度。
（2）塑性变形失效塑性变形失效是零件的实际工作应力超过材料的屈服强度引起的。
因此，屈服强度是衡量材料承载能力的重要力学性能指标。
（3）过量蠕变失效过量蠕变失效是零件或构件在高温、长时间在力的作用下产生的缓慢塑性变形失效。
过量变形失效是非突发性失效，一般不会造成灾难性事故，但有时塑性变形失效和过量蠕变失效也可能造成灾难性事故，需加以注意。
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（二）断裂失效
（1）塑性断裂失效零件在所受应力超过其断裂强度，在断裂前有一定程度的塑性变形的失效称为塑性断裂失效。
其特点是断裂前有一定程度的塑料变形，一般是非灾难性的。
（2）脆性断裂失效断裂前无明显的塑性变形，它是突然发生的断裂，断裂时名义应力低于或远低于材料的屈服极限。
这种断裂经常发生在有尖锐缺口或有裂纹的零件中，特别是在低温或冲击载荷作用下。
脆性断裂往往带来灾难性的后果，如飞机坠毁、轮船沉没等。
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（二）断裂失效（3）疲劳断裂在交变载荷反复作用下发生的断裂称为疲劳断裂：
疲劳的最终断裂是瞬时的，因此危害性较大，常在齿轮、弹簧、轴、模具等零件中发生。
疲劳的最终断裂是瞬时的，它的危害性较大，甚至会造成机毁人亡的重大损失。
工程上断裂占有大多数，约占失效总数的80%以上。
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（二）断裂失效（4）蠕变断裂失效在高温缓慢变形过程中发生的断裂属于蠕变断裂失效。
最终的断裂也是瞬时的。
在工程中觉的多属于高温低应力的沿晶蠕变断裂。
11（三）腐蚀失效金属与周围介质之间发生化学或电化学作用而造成的破坏，属于腐蚀失效。
其中应力腐蚀、氢脆和腐蚀疲劳等是突发性失效，而点腐蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀和大部分均匀腐蚀失效不是突发性的，而是逐渐进展的。
腐蚀失效的特点是失效形式众多，机理复杂，占金属材料失效事故中的比率较大。
12（四）磨损失效磨损是零部件失效的一种基本类型。
通常意义上来讲，磨损是指零部件几何尺寸（体积）变小。
磨损失效所造成的后果一般不像断裂失效和腐蚀失效那么严重，然而近年来却发现一些灾难性的事故来自磨损。
磨损失效主要有：
沾着磨损、磨粒磨损、接触疲劳磨损、微动磨损、气蚀等几种失效形式。
13141.2航空器常见失效分析航空器常见失效分析一、疲劳断裂失效分析一、疲劳断裂失效分析在飞机、发动机及机载设备中，有许多零部件，如轴、齿轮、弹簧等，都是在交变应力下工作的，它们工作时所受的应力通常都低于材料的屈服强度。
零部件在这种交变载荷下，经过较长时间工作而发生断裂的现象叫做金属的疲劳。
据统计，航空器零部件机械失效案例中，疲劳断裂的案例最多。
另外，疲劳断裂前无明显的塑性变形，断裂是突然发生的，具有很大的危险性，常常造成严重的事故。
（一）疲劳应力由于金属的疲劳是在交变应力下经过一定循环周次之后才出现的，所以首先需要了解交变应力的特性。
交变应力是指应力的大小或方向都随时间发生周期性变化（或无规则变化）的应力。
在交变载荷下，金属承受的交变应力和断裂循环周次之间的关系，通常用疲劳曲线来描述。
研究发现，金属承受的最大交变应力愈大，则断裂时应力交变的次数N愈少，反之，愈小，则N愈大。
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（二）疲劳断裂的影响因素
（1）应力集中的影响
（2）尺寸的影响（3）温度的影响（4）其它影响因素
（1）应力集中的影响零件受载时，在几何形状突然变化处，如圆角、孔、凹槽等，要产生应力集中，对应力集中敏感还与材料有关，常用有效应力集中系数（可查有关手册）来考虑应力集中对疲劳强度的影响。
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（2）尺寸的影响零件尺寸的大小对疲劳强度的影响可以用尺寸系数（可以查有关手册）来表示。
当其他条件相同时，尺寸越大，对零件疲劳强度的影响越显著。
18（3）温度的影响温度是影响疲劳强度的另一个重要因素。
当材料在低于蠕变温度（例如，对于铝合金，蠕变温度为205C）的高温下工作时，高温对长寿命疲劳的影响是降低其疲劳强度，并使材料的SN曲线不再存在水平的直线段，即不再存在疲劳极限了。
在飞机结构中，由于飞机高速飞行时的气动加热及发动机开车、停车等原因，结构或构件内存在温度梯度。
飞机结构是一个高度静不定结构，会限制构件的自由膨胀和收缩。
通常，飞机上遇到的低温只有摄氏负几十度左右，一般金属材料在这种温度下的疲劳强度较室温下的疲劳强度高，所以，飞机结构在低温下的疲劳强度不是一个严重问题。
19（4）其它影响因素冷作硬化和残余应力对疲劳强度有相当大的影响。
金属材料的热处理方法及工艺过程对材料的静强度及其它机械性能有明显影响，同样对材料的疲劳强度也会有明显影响。
工艺因素会影响结构的疲劳强度。
例如，过度的强迫装配会影响疲劳强度。
间断出现的少数大载荷对疲劳寿命有非常重大的影响。
在程序加载疲劳试验中，加上一些低于疲劳极限的交变载荷会降低疲劳寿命。
噪声环境对结构的疲劳强度也有影响。
2021二、航空器的腐蚀损伤二、航空器的腐蚀损伤航空器的腐蚀损伤是航空器最严重损伤形式之一。
它危及着航空器的飞行安全。
为保证航空器的飞行安全，降低维修费用，机务维修人员必须及时发现航空器的腐蚀损伤，并采取相应的维修措施。
221腐蚀类型
（1）电偶腐蚀
（2）牺牲性腐蚀（3）缝隙腐蚀（4）丝状腐蚀（5）点腐蚀（6）晶间或晶界腐蚀（7）剥层腐蚀（8）微生物腐蚀（9）水银腐蚀（10）化学剂腐蚀（11）气氛腐蚀（12）应力腐蚀（13）摩振腐蚀
（1）电偶腐蚀两种或两种以上的具有不同电位的金属相接触时产生的腐蚀称为电偶腐蚀。
它是一种典型的电化学腐蚀。
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（2）牺牲性腐蚀为了保护基体金属，避免基体金属腐蚀，经常采用的较为有效的防护措施是通过滚压、电镀或喷涂等方法，在基体金属上形成一层金属保护薄膜层。
这层金属保护薄膜能起到隔离腐蚀介质的作用。
24（3）缝隙腐蚀金属与金属或金属与非金属之间，由于存在特定的狭小缝隙，限制了与腐蚀有关物质（如溶解氧等）的扩散。
从而形成以缝隙为阳极的（氧）浓差电池，使缝隙内金属发生强烈的局部腐蚀。
这种腐蚀称为缝隙腐蚀。
25（4）丝状腐蚀丝状腐蚀是一种特殊形式的缝隙腐蚀，多数情况发生在保护膜下面，又称膜下腐蚀或漆膜下腐蚀。
它在某些金属保护层下按难以预知的方向扩展。
腐蚀产物将漆膜拱起，呈现线丝状。
26（5）点腐蚀金属表面上产生的点状、小孔状的一种极为局部的腐蚀形态称为点腐蚀，或称为孔腐蚀。
结构修理中常将点腐蚀称为“麻坑”。
27（6）晶间或晶界腐蚀沿着晶粒边界或晶粒之间发生的选择性腐蚀称为晶间腐蚀（或晶界腐蚀）。
晶界是高能区，具有更强的化学活性。
当晶界活泼性达到某一程度，就会产生晶间或晶界腐蚀。
晶间或晶界腐蚀通常从构件边界或紧固件孔处产生并扩展。
28（7）剥层腐蚀剥层腐蚀是一种特定形式的晶界腐蚀。
具有晶界腐蚀倾向的铝合金经过锻造、挤压、滚压或冲压后，晶粒变成宽长而扁平的形状，在一定的腐蚀环境中就容易产生剥层腐蚀。
29（8）微生物腐蚀霉菌繁殖所产生的分泌物对构件的腐蚀称为微生物腐蚀。
对于航空器结构而言，微生物腐蚀主要发生在结构油箱内，其他的金属容器，如盛放含有微生物的溶液时，也可能发生这类腐蚀。
30（9）水银腐蚀水银泼溅以后，会迅速地、严重地腐蚀航空器结构。
这种腐蚀是在铝合金表面出现灰白色粉状物或绒毛状物。
室温下，如果铝合金表面的保护层损坏的话，水银与铝合金会迅速地汞齐化。
水或潮湿空气会加速汞齐化过程。
受力的铝合金构件汞齐化后，会迅速地萌生裂纹。
31（10）化学剂腐蚀当航空器构件直接接触侵蚀性化学剂或受到化学剂蒸气的作用时，都会产生化学剂腐蚀。
主要化学剂种类：
p电瓶电解液p维护液：
消毒剂、除臭剂、清洗液或涂层清除剂等p货仓化学剂p液压油p除冰雪化学剂p厕所泄漏p灭火剂32（11）气氛腐蚀金属及其镀层在特殊的气氛环境中，特别是在微量有机酸或无机酸物质的加速作用下，产生的腐蚀称为气氛腐蚀。
对锌、镉镀层的气氛腐蚀也称为锌、镉镀层长“白霜”。
机载设备、仪表内元件的腐蚀多为气氛腐蚀。
33（12）应力腐蚀当构件在特定的腐蚀环境中工作时，即使恒定拉应力低于材料的强度极限，经过一段时间后，构件也可能发生突然的脆断。
这种在恒定拉应力和特定介质环境联合作用下裂纹形成和扩展的过程称作应力腐蚀破坏。
34（13）摩振腐蚀指在加有载荷的两块相互接触材料表面之间，由于摩擦、振动以及与腐蚀介质的联合作用而产生的腐蚀，有时也称它为微动腐蚀、摩擦氧化或磨损氧化。
35362腐蚀产物的清除如果在航空器的维修检查中发现腐蚀，必须及时清除腐蚀产物。
这是因为：
腐蚀产物是一种或多种多孔盐类，吸潮性较强，起加速腐蚀的作用。
如果不及时清除腐蚀产物，将会使腐蚀变得越来越严重。
有时由于没有及时清除轻度的腐蚀损伤，使腐蚀加剧而超出可允许损伤范围，最后不得不进行加强或更换修理，导致维修费用的大大提高。
如果结构的腐蚀严重，可能会危及飞行安全。
因此，对于产生严重腐蚀的结构，应及时清除腐蚀产物，并做适当加强修理。
清除腐蚀产物的方法有两种：
机械法和化学法。
37第二节第二节修理技术与工艺修理技术与工艺航空器是一种先进而复杂的综合装置，它集中了机械、电子、液压、化工、动力等许多领域的先进技术，所以无论是制造还是翻修，都要有先进的工艺，技术和手段。
对于翻修来说，虽然绝大部分的工艺和技术都要承袭制造的工艺和技术，但在某些情况下，为了杜绝重复故障和缺陷，进一步改善和提高性能，确保使用安全，延长使用寿命，就要采取相应的、与制造不同的方法和手段。
382.1铆接修理铆接修理铆接是属于一种不可拆卸的连接形式，它同其他连接形式相比，工艺过程简单；连接强度稳定可靠；检查和排除故障容易；能适应较复杂的结构及各种金属、非金属材料之间的连接。
但也有不少缺点，如既降低了结构强度，又增加了结构重量；铆接易产生变形；在较为复杂的装配件上不易实行机械化和自动化操作；手工劳动工作量大；生产效率低；劳动条件差等。
391结构修理基本原则
（1）保持原有强度
（2）保持原有的外形（3）保持最小重量402翻修中常用的几种铆接方法
（1）普通铆接
（2）密封铆接（3）特种铆接412.2焊接修理焊接修理焊接是将两个或两个以上的零件，在外界某种能量的作用下，借助于各零件接触部位的原子或分子间的相互结合力连接成一个不可拆的整体的工艺过程。
焊接和铆接比较，具有省工、省料、结构重量轻的优点，所以焊接技术被广泛应用于航空工业制造部门。
翻修中也广泛用来修复航空器的各种零
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