飞机机身蒙皮凹坑损伤及修理
B737-200飞机蒙皮开裂失效维修
B737-200飞机蒙皮开裂失效维修学院航空航天工程学部（院）专业飞行器制造工程（航空维修）班级34030104学号2013040301164姓名王永平指导教师郑双沈阳航空航天大学2016年12月课程设计任务书课程设计任务书摘要通过对B737-200飞机蒙皮裂纹的宏观观察、实体显微镜观察、扫描电镜观察、金相检查以及硬度检测等，逐步分析B737-200飞机蒙皮开裂的原因。
主要研究蒙皮的断裂性质因素，以及蒙皮断口的起源。
同时给出了蒙皮裂纹的维修方法以及预防措施。
关键词：B737-200、飞机蒙皮裂纹、裂纹维修目录第1章 B737-200飞机蒙皮开裂概述 (1)第2章 B737-200飞机蒙皮开裂实验分析 (2)2.1宏观观察 (2)2.2实体显微镜观察 (2)2.3扫描电镜观察 (2)2.4金相检验 (3)2.5硬度检查 (3)第3章 B737-200飞机蒙皮开裂综合分析 (8)第4章 B737-200飞机蒙皮开裂失效结论 (9)第5章 B737-200飞机蒙皮开裂失效维修 (10)5.1在裂纹尖端钻止裂孔 (10)5.2在裂纹部位铆补加强片 (10)第6章 B737-200飞机蒙皮开裂失效预防 (12)第7章课程设计总结 (13)参考文献 (14)第1章B737-200飞机蒙皮开裂概述某航空公司2架B737-200客机在机场短停时，在机翼翼根处的机身蒙皮部位相继发现穿透性裂纹，具体位置在机身757站位，桁条18至桁条19蒙皮加强筋倒角处，平行桁条方向。
蒙皮厚约1.0mm，内表面的加强筋是用化铣工艺加工的。
材料牌号为2024-T3的包铝板。
A号机左右机身各发现一处裂纹，该机飞行起落数为28077次；B号机只在一侧机身发现一处裂纹，该机飞行起落数为27194。
第2章B737-200飞机蒙皮开裂实验分析2.1 宏观观察A号机有两条裂纹，1号裂纹断口长96mm，2号裂纹断口长49mm，B号机3号裂纹断口长66mm。
4.2 铝合金蒙皮的修理
4
如果蒙皮鼓动或皱纹的面积较大，用加强 型材不能满足要求时，可用等于或稍大于 被加强蒙皮厚度的板材制作盒型材进行加 强，盒型材的宽度根据鼓动区的面积确定。 加强修理时，加强型材(或盒型材)的方向应 垂直或平行于桁条，并至少与相邻的构件 搭接一端。同时，应根据蒙皮的形状和搭 接形式将加强型材制成相应的下陷或弧度， 使之与蒙皮紧密贴合(见图4—8)。
4
(2)蒙皮压坑的修理
蒙皮上的压坑，主要是破坏了蒙皮的光滑表 面。如果压坑微小，分布分散、且未破坏内部结 构，则不必修理；如果压坑较浅、范围较大，应 用无锐角而表面光滑的榔头和顶铁修整；如果压 坑较深、范围又小，不易整平时，可在压坑处钻 直径4～5毫米的孔，用适当的钢条打成钩形，拉 起修平，然后用空心铆钉堵孔；如果压坑较深、 范围较大时，可在压坑处开直径为10 ～ 16毫米的 施工孔，用钩子钩着，锤击蒙皮的四周使其恢复 平整(见图4—9)，然后按图4—10所示选装堵盖铆 钉。
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图4-13 裂纹在蒙皮上所处位置
(1)当裂纹平行于桁条(见图4-13a)时，由于 蒙皮在纵向截面内只受剪应力，所以 R设等 于裂纹的长度(a)乘上该处的剪流(qr)，即 R设=a·r=a· τ设 q δ· (4-6) 上式中 δ——蒙皮的厚度、单位为m； τ设——蒙皮裂纹部位的设计剪应力， 单位为Pa。
各类整体壁板的平面形状
整体壁板的剖面形状主要有T形、 I形和1形三种， 见图4—6。
图4-6 整体壁板的剖面形状
整体壁板的搭接主要有内搭接、外搭接和内、外搭接三种 形式。各种形式的搭接边形如图8—7所示。
图4-7 搭接边形状
飞机整体壁板蒙皮通常是在厚板坯的基 础上，采用机加、化铣、轧制、挤压展平、 模锻 或铸造等方法加工而成的。由于其强 度储备较大，通常情况下不易出现损伤。 如果产生损 伤，往往是采用更换或局部贴 补的方法进行修理。因此，对整体壁板修 理不做详细介绍，而 主要介绍单板蒙皮的 各种损伤修理。
4.2 铝合金蒙皮的修理
飞机蒙皮的主要作用是构成飞机的外形，保持 飞机的良好气动性能以及承受和传递载 荷。飞机 在飞行训练中，由于过载或非正常使用、维护等 原因，可能使飞机蒙皮产生变形、 裂纹或破孔等 损伤。飞机蒙皮损伤后，不仅破坏了飞机的良好 气动外形，影响飞行性能，而 且还会使损伤部位 的蒙皮强度降低，承载能力下降，危及飞行安全。 因此，要及时修理飞机 蒙皮上出现的各类损伤。 飞机蒙皮的材料主要有铝合金、复合材料和蒙布 等。不同的材料、不同的损伤，其修理 方法也不 相同。本节主要阐述飞机铝合金蒙皮的损伤修理 方法。
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(2)当裂纹垂直于桁条(见图4-13b)时，由于蒙皮在横向截 面不仅承受剪应力 (τ设)，而且承受弯曲时所产生的正应力 (σ设)。所以作用于铆钉上的R设应等于裂纹处蒙 皮所承受 的剪力与轴向力的合力。
R设 剪力2 轴向力2
（b 设） b 设） 2 （ 2
各类整体壁板的平面形状
整体壁板的剖面形状主要有T形、 I形和1形三种， 见图4—6。
图4-6 整体壁板的剖面形状
整体壁板的搭接主要有内搭接、外搭接和内、外搭接三种 形式。各种形式的搭接边形如图8—7所示。
图4-7 搭接边形状
飞机整体壁板蒙皮通常是在厚板坯的基 础上，采用机加、化铣、轧制、挤压展平、 模锻 或铸造等方法加工而成的。由于其强 度储备较大，通常情况下不易出现损伤。 如果产生损 伤，往往是采用更换或局部贴 补的方法进行修理。因此，对整体壁板修 理不做详细介绍，而 主要介绍单板蒙皮的 各种损伤修理。
图4-13 裂纹在蒙皮上所处位置
(1)当裂纹平行于桁条(见图4-13a)时，由于 蒙皮在纵向截面内只受剪应力，所以 R设等 于裂纹的长度(a)乘上该处的剪流(qr)，即 R设=a·r=a· τ设 q δ· (4-6) 上式中 δ——蒙皮的厚度、单位为m； τ设——蒙皮裂纹部位的设计剪应力， 单位为Pa。
飞机蒙皮修理
飞机外部蒙皮的修理与维护1.1关于蒙皮的概述目录工作条件及性能要求材料工艺流程热处理工艺飞机蒙皮是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性的一层铝合金。
工作条件及性能要求飞机蒙皮的作用是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性。
蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。
材料一般选择 LY12技术要求：σb =390~410MPa，σ0.2 =255~265MPa，δ5 ≥15％。
工艺流程轧板→退火→清理→固溶处理→拉伸成型→时效→机械加工→表面处理。
热处理工艺495~503℃，0.4h 水冷，室温96h 以上。
民用飞机蒙皮腐蚀研究王在俊（中国民航飞行学院民航飞行技术与飞行安全科研基地四川广汉６１８３０７）摘要：统计民用飞机蒙皮油漆涂层和基体材料腐蚀的种类，分析其腐蚀机理。
提出飞机蒙皮腐蚀过程为：表面油漆涂层的老化破坏，环境中的腐蚀介质渗透铝合金表面的氧化膜层到达基体材料，然后基体材料出现点腐蚀坑，再进一步发展为其它腐坑.ｌ概述飞机蒙皮受到面漆＋底漆＋阳极氧化层的保护具有良好的保护效果，不易产生腐蚀。
但随着服役时间的增加，飞机蒙皮上发现不同程度的腐蚀。
本文对民用飞机蒙皮腐蚀形式进行统计并分析其产生机理。
２油漆层２．１失效形式蒙皮表面的油漆层受到光照、温度、湿度、活性阴离子等多因素影响，造成了蒙皮表面有机涂层的老化、龟裂、局部脱落等现象，图ｌ所示。
（ａ）涂层表面鼓泡呻国民航飞行学院科研基金资助项目（Ｊ２００８４６，Ｊ２００９４４）（ｂ）涂层表面残留盐粒（ｃ）部分脱落的涂层表面飞机蒙皮修理补片对气动特性的影响分析众所周知,在现代战争中,飞机战伤抢修,是弥补航空兵部队战争损耗、补充战斗实力和保持持续作战能力最直接、最有效、最经济的途径[1],是战斗力“倍增器”,因而也是现代高技术条件下局部战争中的一个重要研究课题。
研究飞机结构修理中去除蒙皮边缘损伤
研究飞机结构修理中去除蒙皮边缘损伤【摘要】人们生活品质逐步提高，无形中对飞机运行安全提出了严格要求，这就要将飞机结构修理工作放在重要位置。
为了保证去除蒙皮边缘损伤修理效果达到预期要求，就要重点关注深度、半径、划痕长度等细节问题，防止对蒙皮疲劳品质造成严重影响。
本文从飞机蒙皮损伤的主要原因入手，展开阐述，针对飞机结构修理过程中如何高效去除蒙皮损伤进行全面探讨。
【关键词】飞机结构；蒙皮损伤；飞行循环；裂纹【引言】飞机安全稳定地飞行离不来飞机蒙皮的支持，这就要保证飞机蒙皮充分发挥作用，让飞机在实际飞行期间形成较好的气动力。
飞机飞行时会将具体承受到的空气动力，直接传递给机身、机翼、骨架，这样就会使飞机受力情况变得非常复杂。
飞机蒙皮需要与外界物质接触，为了防止产生蒙皮损伤的问题，前期阶段需要以选用塑性和轻度比较强的材料为主，突出表面光滑特征，保证具备耐腐蚀性符合标准要求。
1飞机蒙皮受损的主要原因在修理飞机过程中如果修理人员没能选用针对性的修理工具，就会增大飞机蒙皮搭接处、边缘处出现损伤和划痕问题的概率。
在此种状况下，飞机经过一定的飞行循环就会形成裂纹。
细致分析并总结产生裂纹的机理，可知具体包括：在非限性有限元分析和数据证明的状况下，可知一些搭接处有相对较高的工作应力；存在划痕搭接位置，高应力荷载异常的发生概率较大；如果是正常的工作载荷下，受到划痕位置上的高应力作用，还会出现结构弯曲问题；划痕处存在过多的损伤，不仅会诱发小裂纹，也会逐步扩展为大裂纹[1]。
2飞机结构修理工作中去除蒙皮损伤的具体方法2.1修理蒙皮轻微损伤的要点一是选用针对性方法，做好蒙皮鼓动修理工作。
一旦飞机蒙皮上出现鼓动，就要将挖补、整形、加强、更换蒙皮、确定材料垂直方向等多种方法作为保障。
在实际搭接型材过程中，需要结合与之相邻的一端蒙皮形状和搭接方式，保证最终确定的下陷程度和弧度具有合理性。
二是精准确定蒙皮出现压坑时的修方法。
如果飞机蒙皮上出现压坑，就会对蒙皮表面的光滑程度造成严重影响。
蒙皮穿透裂纹损伤胶接修理的强度评估
蒙皮穿透裂纹损伤胶接修理的强度评估蒙皮穿透裂纹损伤是飞机结构中常见的一种问题。
当飞机发生碰撞或其他外部损伤时，蒙皮可能会出现穿透和裂纹，对飞机的结构强度和安全性造成严重影响。
修复这些损伤的方法和修复后的强度评估成为飞机维修领域的研究热点之一。
本文将主要讨论蒙皮穿透裂纹损伤的胶接修理方法以及对修理后强度的评估。
1.准备工作在进行蒙皮穿透裂纹损伤的胶接修理之前，首先需要进行准备工作。
这包括清洁损伤表面、扩展裂纹、打磨表面以及选择合适的胶接剂等工作。
清洁损伤表面可以去除表面的脏物和油污，保证后续的修理工作可以正常进行。
扩展裂纹是为了增加修复接合面积，提高修复后的强度。
打磨表面可以去除氧化层和增强粘附性。
选择合适的胶接剂是非常重要的，通常会选择高性能的环氧树脂作为胶接剂。
2.胶接修理方法胶接修理方法包括胶接准备、涂布胶接剂、恢复结构完整性等步骤。
胶接准备是在准备工作的基础上，对损伤表面进行处理，包括打磨和去除脏物。
涂布胶接剂是将胶接剂均匀涂布在损伤表面，并与补片贴合。
恢复结构完整性是通过热固或者固化过程，将胶接剂和蒙皮形成坚固的结合。
3.质量控制在进行胶接修理之后，需要对修理质量进行控制。
这包括对修理地区进行外观检查、探伤检查以及强度检验等。
外观检查主要是为了确认修理地区是否有泡洞、夹杂等缺陷。
探伤检查可以发现潜在的隐伏裂纹。
强度检验是检查修理后的结构是否满足设计要求的强度要求。
1.材料性能和工艺对修理强度的影响对蒙皮穿透裂纹损伤进行胶接修理后，修理的强度受到多种因素的影响，其中材料性能和工艺是主要的影响因素之一。
选择合适的胶接剂和补片材料是影响修理强度的关键因素。
合适的胶接剂应具有良好的粘接性能、抗剪强度和抗环境老化性能。
合适的补片材料应具有足够的强度和刚度，能够与蒙皮形成稳定的结合。
胶接修理过程的工艺也会对修理强度产生影响。
包括胶接剂的涂布均匀性、胶接剂的固化过程、恢复结构完整性等各个环节都会对修理强度产生影响。
飞机结构修理中去除蒙皮边缘损伤的研究
飞机结构修理中去除蒙皮边缘损伤的研究摘要：飞机蒙皮起着传递应力维护气动外形等重要作用，因此做好飞机蒙皮修理工作非常重要，其能够保障飞机安全和任务正常执行，特蒙皮维修也是越来越受到重视。
在飞机结构修理去除蒙皮边缘疲劳裂纹时，去除深度和半径对蒙皮的疲劳品质有很大的影响。
关键词：结构修理；疲劳裂纹；允许损伤飞机蒙皮以其特有的外形结构来维持飞机的飞行，其主要作用是在飞行中形成良好的气动力。
飞机在飞行过程中又将承受到的空气动力传递给机身、机翼和骨架，受力情况非常复杂。
由于飞机的蒙皮需要与空气等外界物质直接相接触，所以对飞机蒙皮的材料性能要求非常高，如塑性和强度，且材质表面要十分光滑，具有较强的耐腐蚀性。
一、飞机损伤分类1.按损伤的程度分为：（1）可允许损伤：是指不需要做任何修理或仅做简单修理的损伤。
（2）可修理损伤：某些比较严重或必须进行修理的损伤。
（3）不可修理损伤：对于严重损伤，已不能修复或者在经济上不适于再修理的损伤件，需要局部或整体更换，以达到排除故障的目的，这种损伤称为不可修理损伤。
例如：发动机吊架中的控制钢索，维修手册规定允许有一根断丝，当300mm内有二根断丝或全长上有超过3根断丝时，必须更换；对锈蚀的钢索，在磨损区域有线磨损截面达到40％时则必须更换。
铝合金管不允许有开裂，或超过壁厚10％的擦伤和刻痕，否则必须更换，这些就是不可修理损伤。
如果擦伤和刻痕不超过壁厚的10％，而且不在弯曲处，则可以修理，这种损伤属于可修理损伤。
2.按照损伤的原因分为：（1）非正常使用造成的损伤：飞机在飞行和起飞、着陆过程中，由于各种原因，使飞机承受过大的使用载荷，常常会造成结构损伤；当遇到意外撞击、鸟击或雷击时，将造成机翼前缘、机头、风档及发动机进气道等部位的局部损伤；当重着陆或粗暴着陆时，飞机的垂直惯性力过大，将造成起落架及其附近结构的损伤；飞机及发动机的操作失当：例如在超过襟翼放下限速时放下襟翼，将造成襟翼及操纵机构的过载而导致损伤；（2）非正常维护行为所造成的损伤：飞机在停机或维护过程中，由于非正常维护行为或其它原因也会造成飞机结构的损伤(刮伤、划伤及撞伤等)；（3）正常使用中的损伤：这种损伤通常包括疲劳损伤、腐蚀损伤、摩擦磨损损伤及紧固件松动损伤；由交变载荷所造成的疲劳损伤是飞机结构和发动机的常见损伤；水银以及人的排泄物等对飞机结构的腐蚀等，特别是超高强度铝合金零件，对腐蚀比较敏感，容易出现问题；发动机及附件中运动部件的摩擦磨损是运动部件损伤失效的主要形式(微动腐蚀/磨损)。
无人机铝合金结构修理-蒙皮裂纹的修理
The Maintenance of UAV
蒙皮裂纹的修理
蒙皮裂纹的修理
通常是由蒙皮和骨架等组成
蒙皮裂纹的修理
蒙皮用来构成机翼、尾翼和机身的外形，承受局部空气动力载荷，以及参与抵抗机翼、 尾翼、机身的弯曲变形和扭转变形。
蒙皮以
蒙皮裂纹的修理
加强片的形状和大小的确定： 应根据裂纹部位蒙皮的形状和连
接铆钉数量确定。 铆钉的数量与蒙皮裂纹部位的设
计载荷有关。 蒙皮裂纹部位的设计载荷计算与
裂纹在蒙皮上所处的位置有关。
授课完毕！
蒙皮裂纹的修理
裂纹的危害： 蒙皮上的裂纹，降低了蒙皮的强度，且在受力过程中，
裂纹还会因应力集中的缘故，继续扩展。
蒙皮裂纹的修理方法： 修理时，根据裂纹的长短、深浅程度和所在位置等情况，
采用不同的修理方法： ① 钻止裂孔 ② 铆接加强
蒙皮裂纹的修理
① 钻止裂孔 蒙皮上的裂纹较短时（一般小于 5mm），可采用钻止裂孔（直径通 常为1.5～2mm）的方法止裂。
止裂孔位置的第2种情况：图（2） 止裂孔位置不正，没有消除裂纹尖端 处应力的奇异性。
蒙皮裂纹的修理
止裂孔位置的第3种情况：图（3） 止裂孔的位置太靠前，这时裂纹的扩展 方向捉摸不定，裂纹的扩展有可能偏到止 裂孔的一侧去，起不到止裂作用。
蒙皮裂纹的修理
止裂孔位置的第4种情况：图（4） 止裂孔位置比较合理，消除了裂纹尖 端应力的奇异性，起到止裂作用。
及承受和传递载荷。
飞机蒙皮的常见损伤：划伤、变形、裂纹和破孔等。
飞机蒙皮损伤的后果： ➢ 破坏了飞机的良好气动性能 ➢ 使损伤部位的蒙皮强度降低，承载能力下降 危及飞行安全。
蒙皮裂纹的修理
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飞机机身蒙皮凹坑损伤及修理
一、损伤描述
某飞机在进行航后工作时，由于配餐车过于靠近飞机导致车厢上升时撞伤机身蒙皮（如下图所示）。
损伤距离后登机门后缘约1.64m，位于由FR91、FR92、STR12R和STR13R构成的BAY中。
撞击在机身蒙皮上形成了一个大约155mm×75mm×5.18mm的凹坑，凹坑内部又包含若干沟槽，其中最深处的达到5.18mm。
二、制定修理方案
根据SRM PART II 53-30-01/AD52对该区域凹坑的允许损伤要求（凹坑深度不能大于3.2mm，同时凹坑的宽深比必须大于等于25），该损伤已经超出了标准，需立即进行永久修理。
SRM手册中该区域蒙皮一次性的永久修理有四种，由于损伤区域位于BAY中并且距离STR12R只有25mm，采取机身外补加强修理时，补片肯定会跨越STR12R，故采用SRM PART II 53-30-01/REPAIR 63P的方法进行修理。
按照手册要求需切除所有的损伤区域，那么修理所用的补片会相当大。
考虑到损伤区域的机身外轮廓弧度较大，若补片面积增大，则需要对补片进行卷曲以贴合机身外轮廓，这样就加大了施工的难度从而导致飞机AOG停场时间延长。
通过与厂家协商，决定只切除凹坑中深度大于3.2mm的蒙皮，对凹坑中深度小于等于3.2mm的蒙皮进行整形。
三、损伤修理
1. 对修理区域进行褪漆。
切除凹坑处深度大于3.2mm的蒙皮。
2. 拆除修理区域的铆钉。
3. 对凹坑处深度小于等于3.2mm的蒙皮进行整形以恢复蒙皮的原始曲度。
4. 详细目视检查整形后的蒙皮，确保无“油罐”现象。
5. 对损伤区域进行涡流检测来确定裂纹末端。
6. 切除裂纹的区域，切除区域的最小半径等于10.0 mm。
7. 制作修理件：
1）填充片：Al clad 2024-T3铝合金板，1.3毫米
2）加强片：Al clad 2024-T3铝合金板，1.6毫米
8. 参照图纸排列铆钉，确保铆钉排列的格式能最好地匹配可用的空间。
9. 把修理件放到要安装的位置并钻孔。
10.去除修理件及修理区域蒙皮的毛刺。
11.对修理件及修理区域的蒙皮施加阿洛丁。
12.对修理件和修理区域的蒙皮施加底漆。
13.在修理件和修理区域的蒙皮的接触面上施用密封胶。
14.将修理件铆接到修理区域的蒙皮上。
15.在加强片的倒角处施加密封胶。
16.恢复修理区域的面漆。
四、总结
1.及时反馈准确的损伤信息（包括损伤形式、损伤位置、损伤尺寸及相关损伤照片等），缩短制定修理方案及调配航材、工具、化工品的时间，从而减少飞机因修理而停场的经济损失。
2.在很多的结构修理过程中，会发生手册提供的紧固件没有库存，即使是AOG订货也需要3天，故合理应用SRM51章中相关紧固件的性能参数（头型、材料、强度），选取有库存的紧固件，对快速有效地完成修理工作起着重要的作用。
3.蒙皮修理常用的航材化工品，如下：
铝板：AL clad2024-T3（根据具体要求选择不同的厚度）
紧固件：根据手册要求选取适用的紧固件
褪漆剂：ARDROX2526、ARDROX2104、BEECEEA202等
底漆：513X377
面漆：CA8800/I1192（白色，145和190飞机通用）
稀释剂：CA8000C
固化剂：CA8000B
密封胶：P/S870C12-SK，P/S870B2-SK（湿安装用密封胶）阳极氧化层：ALODINE1200S
防腐剂：AV 30。