复合材料冲击损伤检测维护对SHM技术需求分析

随着航空新技术的发展,复合材料结构健康监测(SHM)技术成为飞机结构设计的热点。SHM在设计过程中,除了要考虑在技术实现方面的需求,还应考虑实际维修工作和适航要求对SHM技术的需求。本文结合现阶段复合材料冲击损伤检测维护程序,考虑SHM技术的发展趋势和适航要求,分析了SHM技术运用后的维修场景,提出了复合材料冲击损伤检测维护对SHM技术需求。     

英国皇家空军飞机复合材料结构的维修经验

多年以来，英国家空军一直在对飞机的复合材料结构进行维修，其中包括直升机的浆叶、其它作战飞机的雷达罩和各种面板等。对碳纤维复合材料的维修经验主要来自对“鹞”Ⅱ飞机复合材料结构的维修。在未来的战争中，需要对作战受损的飞机进行快速的维修以满足作战的需要。战时所用的维修技术与平时所用的维修技术有所不同，但仍要在有的时间内恢复飞机结构的静强度。因此飞机的战伤维修是一种不同传统维修方法的快速维修技术。本文主要描述英国皇家空军对“鹤”Ⅱ飞机复合材料结构的维修经验以及战时维修与平时维修的区别，举例说明了各种损伤的维修过程，强调了复合材料结构胶接维修技术的重要性。     

复合材料变厚度加筋板后屈曲耐久性/损伤容限一体化设计研究

在先进的复合材料飞机结构上大量采用复合材料加筋板这种结构形式。因此,本文着重研究了复合材料变厚度加筋板后屈曲、冲击损伤与冲击损伤对承载能力的影响,以及复合材料变厚度加筋板冲击损伤、后屈曲、耐久性/损伤容限设计一体化综合试验方法。最后,作者根据多年从事飞机型号结构设计经验,并结合本文的研究结果,总结出15项复合材料变厚度加筋板后屈曲耐久性/损伤容限一体化设计技术,以期对我国预研新机的复合材料飞机结构设计,对已研飞机的复合材料飞机结构改进、评定有所启示。     

低速冲击作用下复合材料层合板永久凹坑数值分析

<正>纤维增强复合材料因为具有比强度、比刚度高,可设计性好等特点,在许多重要的工程结构中,得到了广泛的应用,但是由于复合材料低层间强度和脆性性能也导致复合材料对冲击作用比较敏感,使得复合材料层合板在受到外物冲击后容易出现损伤,使复合材料层合结构的承载能力大大降低[1]。高能量或中等能量冲击作用会造成结构的穿透或侵入损伤,这些损伤容易被检测并进行修补,而对于低能量下的冲击,结构表面几乎看不出损伤缺陷,但     

低能量冲击损伤复合材料飞机结构的强度性能研究

论述了含冲击损伤复合材料飞机结构的强度性能,涉及到该研究领域的主要方面,包括复合材料冲击损伤机理及特点、冲击损伤对结构性能的影响、耐久性／损伤容限要求及设计分析方法等。讨论如何进一步提高复合材料飞机结构冲击强度的设计水平。     

自修复复合材料

金属飞机的机体或机翼受到撞击后,在其表面可以清楚地看到有凹痕。而复合材料受撞击后内部可能已经出现了严重破坏,如破裂、分层等,却无法用肉眼看见,被称为看不见的冲击损伤(BVID)。鉴于复合材料的低速冲击损伤的难于检测性,飞机设计者在预防飞机损伤时留有很大余量,这使得复合材料减     

航空复合材料结构铆接技术综述

当前复合材料已成为飞机结构最主要的材料之一,然而我国复合材料应用与世界先进水平相比还存在一定差距,典型特征是复合材料用量占比较低。和金属结构相比,连接是复合材料结构制造与装配的薄弱环节,复合材料各向异性、脆性等特点决定了其连接面临的问题更复杂。复合材料结构采用铆接对于飞机减重、控制制造成本具有积极作用,但复合材料铆接易产生损伤,限制了其在关键连接部位应用。对航空复合材料结构铆接技术的应用进行了系统介绍,包括铆接工艺及方法、复材铆接结构形式和复材铆接所用紧固件;指出铆接过程中复合材料产生损伤的3个主要方面：制孔过程的损伤,铆接过程复合材料结构表面承受的冲击损伤,以及镦头成形、钉杆膨胀时对复合材料的挤压损伤;重点针对安装过程对复合材料造成的冲击损伤、铆钉膨胀对复合材料造成的挤压损伤进行分析并提出相应的解决措施,主要从减小钉杆膨胀对复材的挤压程度、对复合材料采取保护措施两个方面入手;对比研究结论认为,制定合理的工艺规范、采用先进的铆接工艺方法和重视垫圈的保护作用可以有效抑制复材铆接损伤、提高复材铆接质量。最后,对复合材料铆接技术的发展提出了展望。     

复合材料粘接修理尚存争议

<正>关于复合材料粘结修理的研究早已起步,但其究竟是否可应用于复合材料主要结构的修理中,仍争论不断。最近在MRO Europe会议上有业内人士认为,关于复合材料粘接修理的研究尽管已取得了一些进展,但将粘接维修技术应用于复合材料主要结构的修理仍有较长的一段路要走。现在,民航监管部门出于对手工修理的强度、质量和耐久性的考虑,只允许在新一代飞机复合材料主要结构的修理中采用如标准金属修理那样的螺接修理。法荷航工程维修公司认为,复合材料结构究竟采用粘接修理还是螺接修理,尚处于争论中,但这两种技术都是飞机维修所需要的。     

复合材料飞机结构的适航验证

复合材料在民用飞机上的应用始于70年代中期。1978年7月10日FAA颁布了咨询通报AC20-107“复合材料飞机结构”,这是有关复合材料的第一个适航规范。波音727飞机的升降舵、L-1011飞机的副翼和波音737飞机的平尾都是根据这一规范进行设计和适航审查的。经过不断实践和积累经验,FAA于1984年4月25日颁布了新的咨询通报AC20-107A“复合材料结构”,明确了对冲击损伤的验证要求、损伤无扩展概念及湿热环境下的验证要求。它是民用飞机复合材料结构进行适航符合性验证     

民用飞机复合材料结构维修大纲的制定

复合材料正逐渐成为当今民用飞机的主要结构材料,大大降低飞机的结构重量,提高了飞机性能。本文介绍了运用MSG-3分析方法制定飞机复合材料结构维修大纲的过程,其中主要阐述了复合材料环境损伤（ED）评级过程中所考虑的因素以及民用飞机复合材料结构检查方式和方法的确定。     

复合材料低速冲击损伤有限元模拟

<正>先进复合材料以高比强度、比刚度和可设计性等特点,在飞机结构中所占的比重越来越大。然而飞机在受低速冲击后极易产生损伤,造成纤维断裂、基体开裂,分层脱粘等,而这类损伤往往很难目视且不易恢复,使复合材料的强度和寿命大幅下降,严重影响材料的使用。因此复合材料低速冲击问题的研究引起了国内外广泛的关注。考虑到复合材料冲击实验的成本和时间问题,有限元技术提供了很好的解决方案。其中常用的商用有限元软     

复合材料壁板低速冲击损伤的维修处理

飞机复合材料壁板遭受低速冲击后,表面形成目视可见的损伤。使用超声波无损检测方法检查,判断形成分层损伤,经强度计算分析后认定需要进行加强维修处理。为了尽快处理损伤区域,采用增加金属机械加工零件补强损伤区域的维修方法。     

波音787复合材料结构的修理问题

波音公司在波音787飞机上开创性地将复合材料的用量提高到50%,其技术进步的同时也对复合材料的维修设计提出挑战.本文介绍了波音公司如何应对复合材料结构在机场损伤后的维修问题.     

波音787复合材料结构的修理问题

波音公司在波音787飞机上开创性地将复合材料的用量提高50%.其技术进步的同时也对复合材料的维修设计提出挑战.本文介绍了波音公司如何应对复合材料结构在机场损伤后的维修问题.     

超声相控阵在飞机RTM复合材料结构中的应用

在役飞机RTM复合材料结构的缺陷检测是保障飞机安全的必要工作,本文介绍了飞机RTM复合材料结构,并采用超声相控阵方法对RTM试验件结构和冲击损伤进行了检测。试验结果表明:超声相控阵技术能够对RTM结构和缺陷进行有效检测。     

复合材料使用中的维修性和成本问题

复合材料能提供比金属材料更好的结构性能,但飞机的选材需要十分慎重,飞机设计师在采用先进的复合材料制造零部件时,往往忽略了制造成本,特别是与新材料使用有关的维修性能、维修技术和维修成本,而且从维修程序和成本角度看,飞机材料的选用还有很大的改进空间     

民机复合材料典型结构件检修间隔的概率分析

民机复合材料结构在服役过程中的损伤主要来源于意外冲击,会大幅度降低结构强度,影响飞机安全.以某型飞机外翼为例,考虑运行过程中意外冲击损伤的产生、载荷超限和维护过程中损伤的漏检等因素,采用概率分析方法对结构失效概率进行分析,并计算详细目视检测方法对应的检修间隔.结果表明,计算得到的检修间隔略大于工程实际中"4C"值.此概率分析方法用来确定复合材料结构件检修间隔是可行的,并可以实现检修间隔的动态化调整.     

碳纤维复合材料的低能量冲击损伤的无损检验

碳纤维增强复合材料在航空工业广为应用，但它在使用中易产生冲击损伤，需要定期检验以评定其结构完整性。目前有多种复合材料无损检验方法，本文对这些方法进行了对比，并重点介绍了涡流检验法的应用前景。     

复合材料损伤微波修理试验研究

复合材料蜂窝夹芯结构是由两块面板和中间粘接低密度的蜂窝夹芯组成,主要用于制造飞机的次承力结构、非承力结构和功能性结构的结构件.飞机在使用维护过程中,由于地面误操作和外来物冲击,容易使蜂窝夹芯结构产生分层、脱胶、凹陷和非穿透破孔等复合损伤.     

复合材料雷击损伤超声成像检测

复合材料因其减重和卓越的综合性能和制造工艺优势,已经在飞机领域得到广泛应用,特别是在新型飞机设计研发中,复合材料装机用量已成为飞机先进性的重要标志和提升市场竞争力的技术筹码.例如,波音787飞机复合材料用量达到结构重量的50％[1].但一旦复合材料内部出现损伤时,可能会影响其力学性能和结构安全性.因此,一直以来,有不少的业内专家和学者在研究损伤对复合材料性能的影响[1-6].在众多的复合材料损伤中,雷击损伤是业内高度关注的一种损伤形式.