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X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。
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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,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。
什么时候使用吴英案始末: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
南京农业大学学报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、裂纹与其他缺陷的可能性,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与局部应力集中;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。
按损伤原因分类:非正常使用损伤;非正常维护行为造成损伤;交变载荷所造成的损伤;各种使用环境所造成的腐蚀损伤;摩擦损伤;紧固件松动损伤。
铆钉的静载破坏模式有以下几种:剪切破坏;挤压破坏;铆钉头破坏。
制定结构修理方案的依据是:1〕制定结构修理方案时以结构修理手册为依据。2〕对于超出结构修理手册X围的严重损伤结构的修理,制定结构修理方案时的主要依据是该型飞机
的强度设计资料、空气动力资料、腐蚀控制资料以与等强度和等刚度修理准则等,必要时进行试验以验证结构修理方案的正确性。
制定飞机结构修理方案时应考虑的基本因素哪些:〔1〕弄清损伤原因和确定损伤件与其所在部位综合考虑诸影响因素〔2〕满足气动力光滑性要求万有引力定律及其应用〔3〕满足静强度、刚度、疲劳强度等方面的要求〔4〕满足防腐控制要求〔5〕可检性要求〔6〕可接近性要求〔7〕密封性要求〔8〕经济性要求
结构损伤的修理方法:1〕暂时性结构修理方法2〕永久性结构修理方法
制定临时性结构修理方案应考虑和满足以下三个方面:制定临时性结构修理方案时,必须考虑到永久性修理方案;临时性结构修理方案中必须包括对修理区的检查间隔;临时性结构修理方案中必须规定时限,到达时限时,必须按永久性修理方案完成结构修理。
飞机结构的损伤分为三级:可允许损伤,可修理损伤,不可修理损伤
结构件的可允许损伤以与其修正措施:
止裂的措施:止裂孔;加补片的方法加强构件;机械清除裂纹措施。
关于打止裂孔的方法:止裂孔需要打在裂纹的尖端处,否则不能消除裂纹尖端应力场的奇异性。通常,止裂孔的位置应是止裂孔的圆心超过目视看到的裂纹尖端2.0mm。
止裂孔的作用:裂纹尖端应力场具有奇异性,当在裂纹尖端打上止裂孔后,就消除了裂纹尖端的应力奇异性,从而阻止了裂纹继续扩展。当薄壁结构件出现较短裂纹时,均可采用打止裂孔的方法止裂。打止裂孔时,要注意使止裂孔有适当大小的孔径,以便能去掉裂纹前端的微裂纹。较大孔径的止裂孔,可以使应力集中有较大幅度的降低。通常,对于蒙皮等构件上的短裂纹,止裂孔的孔径在4~6mm 之间。
机械清除裂纹的措施:焊机械消除裂纹措施是止裂工艺中较为简单的止裂措施。这种止裂方法是通过锉修、打磨、抛光等工艺措施清除掉构件中的裂纹。只适用于清除掉短、浅裂纹。实际上这种消除裂纹的方法既是止裂也是一种剥层处理。由于在清除裂纹的同时也伴随着清除表面已变脆的材料所以对构件的疲劳性能会产生有利影响。采用这种方法修整时要做到在被清除裂纹处有较大的圆弧半径,在相邻处有较平缓的倾斜度以便使应力集中达到最小。
其他止裂措施:焊接止裂措施,人工制造残余压应力的缓裂措施,软化裂纹尖端区金属材
料的缓裂措施
蒙皮损伤均要采用二苯甲酰基甲烷挖补镶平修理
紧固件通常可分为两大类:螺栓类,铆钉类
1.当需要传递大的集中载荷时,通常采用螺栓类紧固件连接2.当需要传递较大的分布载荷时,用高锁螺栓或锁螺栓3.当需要传递较小的分布载荷时,通常采用铆钉类紧固件。
飞机结构修理中紧固件选用原则:1、尽量选用与原紧固件相同的紧固件;2、当修理零构件之间需要传递较大拉伸或剪切载荷时,选用螺栓类紧固件;3、当紧固件需要承受较大的拉力时,选用螺栓类紧固件;4、避免将螺栓或螺钉与铆钉或干涉配合的紧固件放在一起使用;5、对于经常积水或受废气影响的区域,应选用耐腐蚀性能较高的紧固件,但应考虑紧固件与被连接之间材料的相容性问题,以防止产生电偶腐蚀;6、对于热影响区域,选择紧固件时既要考虑到满足强度要求,又要考虑到温度环境影响。
螺栓的种类与特征:钠长石 主要承受拉伸载荷的抗拉螺栓;主要承受剪切载荷的抗剪螺栓;承受拉剪复合载荷的螺栓。
按受力状态分类铆钉可分为: 1〕普通实芯铆钉2〕高抗剪铆钉3〕盲铆钉〔拉铆钉〕
按外形分类:埋头铆钉、偏圆头铆钉、半圆头铆钉、平头铆钉。
紧固件边距的确定:紧固件边距是指从紧固件孔中心到最近边缘的距离。一般取最小边距为2 倍紧固件直径。〔埋头紧固件的边距要比非埋头紧固件的边距大一些〕
结构的密封形式:缝内密封;缝外密封;表面密封;混合密封;紧固件密封。