飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计说明

目录

1引言 (3)

2飞机翼梁的结构分析 (3)

2.1翼梁的结构组成 (3)

2.1.1翼梁缘条 (4)

2.1.2翼梁腹板 (4)

2.2翼梁的受载特点 (5)

2.3翼梁的布置 (6)

3故障诊断 (6)

3.1超声波探伤 (6)

3.1.1超声波探伤设备 (7)

3.1.2超声波探伤的工作原理 (7)

4故障修理 (8)

4.1翼梁缘条的修理 (8)

4.1.1缺口的修理 (8)

4.1.2裂纹的修理 (9)

4.1.3断裂的修理 (10)

4.2翼梁腹板的修理 (13)

4.2.1裂纹的修理 (13)

4.2.2破孔的修理 (14)

4.2.3切割的修理 (15)

5校核强度 (16)

5.1梁缘条修理时的强度计算 (16)

5.2 腹板修理时的强度计算 (19)

结束语 (20)

参考文献 (21)

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。

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学位论文原创性声明

本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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学位论文使用授权书

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日

导师签名：日期：年月日

飞机机翼翼梁的结构分析和修理

【摘要】

本论文主要阐述了飞机翼梁的组成结构及修理方法，其中还包括翼梁的受载特点、翼梁的布置，超声波无损探伤所需设备与工作原理以及校核强度。从而在翼梁出现故障后，能按照适当的修理方法，准确无误地对结构进行修理，以保证翼梁能在飞机上发挥其应有的独特性能。

关键词翼梁维修超声波铆接

【Abstract】

This paper describes the main beam of the structure of the aircraft wing and repair methods, which also includes wing loaded beam characteristics, spar layout, ultrasonic nondestructive testing equipment and the necessary works, as well as checking intensity. Thus spar failure after the repair methods in accordance with appropriate, accurate structural repairs to ensure that the aircraft wing beams can play a unique performance of its due.

Keywords Spar Maintenance Ultrasound Riveting

1引言

与漫长的人类文明史相比，200余年的航空发展史只能算是历史长河中短暂的一瞬。人类实现了飞行的愿望，是20世纪最伟大的科技成就之一，而且只有很少几项科学技术成果能与之媲美。飞机是一个庞大而复杂的，驶离地面的飞行器系统，是人类制造的最复杂的产品之一。飞行自诞生以来，结构形式在不断变化，但到目前为止，除了极少数特殊形式的飞机之外，大多数飞机都是由机翼、尾翼、机身、起落架、操纵系统、动力装置和机载设备等几个部分组成。

机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，它还起一定的稳定和操纵作用。通常在机翼上还装有副翼、襟翼、起落架、武器及副油箱等。机翼构件包括蒙皮，骨架（包括翼梁、桁条、纵墙、普通翼肋和加强翼肋）及与机身相连接的接头。在飞机机翼中，翼梁是最主要的受力构件之一，一般由缘条和腹板等组成。主要功用是承受弯矩和剪力。梁的上下缘条承受由弯矩引起的轴向力。剪力则主要由腹板承受。

2飞机翼梁的结构分析

2.1翼梁的结构组成

翼梁一般由梁的腹板和缘条（或称凸缘）组成。翼梁是单纯的受力件，主要承受剪力和弯矩。在有的结构形式中，它是机翼主要的纵向受力件，承受机翼的全部或大部分弯矩，翼梁大多根部与机身固接。翼梁的构造形式主要有组合式（图1-a）、构架式（图1-b）和整体锻造式（图1-c）。其中，组合式翼梁和整体锻造式翼梁统称为腹板式翼梁。现代飞机上普遍采用的是腹板式翼梁。它构造简单，

受力特性好，同时还可以作为整体油箱的一块隔板来使用。构架式翼梁则构件多，制造复杂，没有或只有很少的超静定度，安全性低，又不能构成整体油箱，现已很少采用。本文仅就腹板式翼梁作以较为详细的阐述。

（a）腹板（组合）式翼梁

（b）构架式翼梁

（c）整体式翼梁

图1 翼梁的构造形式

（a）腹板（组合）式翼梁：1—上缘条；2—腹板；3—下缘条；4—支柱

（b）构架式翼梁：1—上缘条；2—下缘条；3—斜支柱；4—直支柱

（c）整体式翼梁：1—机翼与机身接头的耳片；2—锉修垫板；3—固定座

2.1.1翼梁缘条

翼梁的缘条由高强度钢或铝合金制造，经常采用开剖面、厚壁、挤压型材。在选择缘条截面形状时，要遵照制造简便、便于沿翼展长度保持翼型、便于蒙皮与腹板固定的原则。按宽度方向伸展的缘条截面形状，不仅有助于增大翼梁的惯性矩，而且还可降低用于承受轴向力的缘条所需面积，从而减小翼梁的质量。又由于存在缘条上的弯边，所以蒙皮与腹板和缘条的固接得到了简化，从而使孔造成的截面损失较小。