飞机蒙皮万亚奎1.doc

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1、西安航空职业技术学院毕 业 设 计（论 文）论文题目： 飞机蒙皮的失效形式和修理所属系部： 航空维修工程系指导老师： 时学立 职 称： 高工 学生姓名： 万亚奎 班级、学号: 075032-28专 业： 飞机制造技术西安航空职业技术学院制2010年 月 日西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书题目： 飞机蒙皮的失效形式和修理任务与要求： 本论文对飞机蒙皮的失效形式种类进行了介绍,并对飞机蒙皮的失效形式和修理方法进行了阐述,使大家对飞机蒙皮有一个比较系统和深入的了解。时间： 2010 年 12 月01日 至 2011年 月 日 共 周所属系部： 航空维修工程系学生姓名： 万亚奎 学 号：

2、075032-28专业： 飞机制造技术指导单位或教研室： 西安航空职业技术学院指导教师：时学立 职 称： 高工西安航空职业技术学院制2010年 03 月 30 日毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2009.12.01至2009.12.19根据指导老师的要求并且结合自己的了解，并在图书馆及网上查阅大量的相关资料基础上，确定出几个论文的题目已完成2009.12.20至2009.12.26向指导老师汇了自己初选题目，最后确定本次的论文题目，并开始着手整理相关资料已完成2009.12.26至2010.1.14根据自己对文件的查找和资料的研究自己开始制作设计，形成

3、初稿。已完成2009.1.15至2010.2.22指导老师进行第一次审阅，提出建议。自己按照指导老师建议进行第一次修改。提交修改稿。已完成2010.2.23至2010.3.10指导老师进行第二次审阅，再次提出修改意见。自己进行第二次修改。并提交修改稿。已完成教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。飞机蒙皮的失效形式和修补【摘要】本论文主要阐述了飞机结构蒙皮的类型失效形式及修理方法。由于机翼是飞机的一个重要部件，其主要功用是产生升力。飞行中，作用于机翼的外部载荷有空气动力、机翼结构质量力和部件的质量力。机翼在外部载荷作用下，像一根固定在机身上的悬臂梁一样，

4、要产生弯曲和扭转变形，因此，在这些外部载荷作用下，机翼各截面要承受剪力、弯矩和扭矩。蒙皮对机翼上尤为重要。因此本文在此清晰简要的介绍了飞机蒙皮。首先，先介绍了飞机蒙皮的种类和现行的主要飞机蒙皮的修补方法方法，同时还简要介绍了飞机蒙皮的修补方法。让人们认识和了解飞机蒙皮的重要性和维护知识。关键词 ： 飞机 蒙皮 载荷 修补 目 录1.引 言62.飞机蒙皮的类型及其结构特点72.1蒙皮的类型72.1.1单板蒙皮72.1.2平板蒙皮82.2飞机结构修理的一般准则93.飞机铝合金蒙皮的一般类型93.1单板蒙皮93.2整体壁板103.2.1整体壁板的组成103.2.2整体壁板的剖面形状113.2.3搭接

5、边形状124.蒙皮的鼓动和皱纹的修理124.1蒙皮压坑的修理134.2蒙皮划伤和裂纹的修理144.2.1蒙皮划伤的处理144.2.2蒙皮裂纹的处理.144.3 蒙皮破孔的修理.15 4.3.1 破孔的一般修理方法.15 4.3.2 跨构架蒙皮破孔的修理.16 4.3.3 不易施工处蒙皮破孔的修理.17 4.3.4 双层蒙皮破孔的修理.18 4.3.5 前缘蒙皮破孔的修理.184.4 蒙皮大范围损伤的修理.20 4.4.1 更换蒙皮的方法.20 4.4.2 配制新蒙皮并安装定位与对缝.204.4.3 铆接新蒙皮.214.5 蒙皮更换时的强度校核.234.6 更换蒙皮后的质量检验.244.6.1

6、蒙皮外形的质量要求.244.6.2 蒙皮气动外形的检验方法.24结 束 语28谢 辞29参 考 文 献30引 言航空的发展已成为现代人类文明的重要标志之一。今日的中国民航，在国内改革开放政策指引下和经济迅速发展的条件下，无论在机队规模上还是在运输能力上，都已成为我国交通运输体系中的重要组成部分和世界民航的一支重要力量。飞机作为航空运输的主要载体，飞机的维护就显得非常重要。现代飞机广泛应用了金属蒙皮机翼。金属蒙皮机翼不仅能承受局部空气动力（吸力或压力）而且能承受机翼的扭矩和弯矩。因此飞机在经过长时间飞行后飞机机翼上蒙皮则会产生局部变形（鼓胀和下陷），另一方面机翼蒙皮保持了飞机的外形，参与飞机整体

7、受力。如何较好的解决飞机机翼蒙皮、缩短修理时间，对提高航空公司维修能力、增加航空公司收益具有十分重要的意义。本文首先分析研究了飞机机翼蒙皮的受力结构特点和蒙皮修补的目的和意义，接着对飞机常见修补部位及其原因进行了分析，结合飞机结构蒙皮的结构和特点，分析了目前航空维修中普遍使用的检测方法的特点及适用场合，最后，对飞机机翼蒙皮维修简要介绍了修理方法。 1. 飞机机翼蒙皮的结构形式及其特点122.1飞机蒙皮的类型飞机蒙皮按其结构形式不同分为二种：布质蒙皮机翼、金属蒙皮机翼2.1.1布质蒙皮机翼这种机翼的结构特点是采用了布质蒙皮。布质蒙皮在机翼承受弯曲、扭转作用是，很容易变形，因此，它不能承受机翼的弯

8、矩和扭矩，只能承受由于局部空气动力（吸力或压力）所产生的张力。图1所示为一种布质蒙皮机翼的结构图。在这种机翼结构中，弯矩引起的轴向力，全部由翼梁缘条承受；剪力由翼梁腹板承受；扭矩则由翼梁、加强翼肋和张线组成的桁架来承受。由于机翼前缘的局部空气动力较大，布质蒙皮机翼的前缘常采用金属蒙皮制成。这种机翼的扭矩，一部分由加强翼肋、张线等组成的桁架承受，另一部分则由前缘蒙皮和前缘腹板组成的合围框承受。布质蒙皮机翼的抗扭刚度较差，而且蒙皮容易差生局部变形（鼓胀和下陷），飞行速度较大时，会使机翼的空气动力性能受到很大影响，所以只适用于低速轻型飞机。图.1 金属蒙皮机翼2.1.2金属蒙皮机翼现代飞机广泛应用了

9、金属蒙皮机翼。金属蒙皮机翼不仅能承受局部空气动力（吸力或压力）而且能承受机翼的扭矩和弯矩。翼梁腹板承受剪力，机翼上下蒙皮和腹板组成的合围框承受扭矩，同时蒙皮还参与承受弯矩，是这类机翼结构受力的共同点。然而机翼的具体构造不同，蒙皮参与承受弯矩的程度也有所不同。这样，金属蒙皮的机翼结构又可分为梁式和单块式两类。（1） 梁式机翼梁式机翼通常有单梁式和双梁式两种。它们装有一根或两根强有力的翼梁，蒙皮很薄，桁条的数量不多而且较弱，有些机翼的桁条还是分段断开的。梁式机翼的桁条承受轴向力的能力极小，其主要作用那个是与蒙皮一起承受局部空气动力，并提高蒙皮的抗剪稳定性，使之能够更好的承受扭矩。这种机翼蒙皮的抗压

10、稳定性很差，机翼弯曲时受压部分的蒙皮几乎不能参与受力；而受拉部分的蒙皮，由于截面积很小，分担的拉伸力也很小。由此可见，弯矩引起的轴向力主要是由翼梁缘条承受的，所以，这种机翼叫做梁式机翼。 梁式机翼的受力特点是；弯曲引起的轴向力主要有翼梁的缘条承受；剪力由翼梁腹板承受。对双翼梁式的扭矩可由前后梁腹板与上下蒙皮组成的盒段（盒围框）、前梁腹板与前缘蒙皮组成的盒段承受。梁式机翼的主要受力构件是翼梁，因此，它具有便于开口、与机身（或机翼中段）连接较简便等优点。当飞行速度增大到一定程度后，薄金属蒙皮在局部空气动力作用下就难以保持良好的气动外形。同时，薄金属蒙皮的机翼结构，也不容易获得必要的抗扭刚度。（2）

11、 单块式机翼现代飞机多采用单块式机翼，其构造特点是：蒙皮较厚；桁条较多而且较强；翼梁的缘条较弱，有时缘条的横截面积和桁条差不多。有的单块式机翼还用波形板来代替桁条。这种机翼的蒙皮，不仅具有良好的抗剪稳定性，而且具有较好的抗压稳定性，因此，他不仅能更好的承受机翼的扭矩，而且能同桁条一起承受机翼的大部分弯矩。由于这种机翼结构是由蒙皮、桁条和缘条组成一个整块构件来承受弯矩所引起的轴向力，所以叫单块式机翼。（3） 夹层结构机翼 夹层结构机翼采用了夹层壁板来做蒙皮和其他构件。其最大的优点是能够承受较大的局部空气动力而不致发生鼓胀、下陷现象；能够更好的承受弯矩引起的轴向压力而不易失去稳定性。因此，蜂窝结构

12、机翼能够在大速度飞行时很好的保持外形，同时结构重量也较轻2.2飞机结构修理的一般准则1. 等强度修理原则2. 刚度协调修理原则3. 抗疲劳修理准则避免和减缓应力集中的措施主要如下：1. 应尽量避免横截面有急剧突变出现 2. 应避免切断主要传力构件3. 尽量不采用单侧加强方案4. 避免在主要受力构件上开孔5. 修理部位的构件边缘不允许有尖角 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7. 铆钉和螺栓孔布置，要尽量避开高应力区8. 尽量减少接头和接缝，并将它们置于低应力区3.飞机铝合金蒙皮的类型 3.1单板蒙皮1. 平板蒙皮2. 局部单曲度蒙皮 3. 单曲度蒙皮4. 双曲度蒙皮

13、5. 复杂性蒙皮平板蒙皮 单曲度蒙皮 局部单曲度蒙皮 双曲度蒙皮 复杂性蒙皮 3.2整体壁板3.2.1整体壁板的组成1. 点放射筋条类2. 网络筋条类3. 平行放射筋条类4. 平行筋条类5. 放射筋条类 点放射筋条类 网络筋条类放射筋类 平行放射筋条类 平行筋条类 3.2.2整体壁板的剖面形状1型图9-16 整体壁板示意图 I型 T型 3.2.3搭接边形状1.内搭接边2.外搭接边3.内外搭接边内搭接边 外搭接边 内、外搭接边 4.蒙皮鼓动和皱纹的修理1. 一般的鼓动或皱纹，可采用整形加强 的方法修理（见图4-1）2. 如果鼓动或皱纹严重， 可采用挖补或更换蒙皮的方法修理 图4-1 蒙皮一般鼓动

14、的加强4.1蒙皮压坑的修理1. 压坑微小，分布分散、且未破坏内部结构 ，不必修理2. 压坑较浅、范围较大 时，如何修理3. 如果压坑较深、范围又小，不易整平时如何修理4. 如果压坑较深、范围较大时 ，如何修理（见图9-21，9-22）5. 突变小压坑如何修理图9-21 蒙皮压坑的修理 图9-22 堵盖铆钉的安装4.2蒙皮划伤和裂纹的修理4.2.1蒙皮划伤的处理1. 划伤深度较浅时，如何处理2. 划伤深度较重时，如何处理3. 划伤深度过深时，如何处理 4.2.1蒙皮裂纹的处理1.裂纹尖端钻止裂孔（止裂孔位置的几种可能情况分析见表9-8 ）2.在裂纹部位铆补加强片（见图9-23）9-2蒙皮裂纹的加

15、强修理4.3蒙皮破孔的修理 4.3.1破孔的一般修理方法 蒙皮破孔的修理方法，通常采用托底平补法。此法首先是将损伤部位切割整齐，然后用补片填补切割孔，用衬片托底，通过衬片将补片和蒙皮连成一体，如图9-24所示。图9-24 托底平补法托底平补法的施工步骤如下：一、 确定切割范围1. 切割线一般应超过损伤范围5毫米 2. 将蒙皮损伤处切割成规则的形状3. 切割线的直线部分应与构架相平行 4. 在机翼蒙皮上开长圆孔或矩形孔时，应尽量使长轴或长边平行于桁条5. 切割线应尽可能避开铆钉二、 切割损伤部位1. 选择切割工具2. 若无切割工具，可用连续钻孔法切割 3. 切割时，既要保证切割孔的形状和尺寸，又

16、要防止损伤内部构架和机件三、 制作补片和衬片1. 以孔为基准锉修补片，禁止补片与孔同时锉修2. 作好记号，便于补片与孔对缝3. 有次序的由一个方向边锉边对，防止急躁，要少锉勤对四、 钻孔铆接1. 先铆衬片 ，后铆补片2. 合理布置铆钉 4.3.2跨构架蒙皮破孔的修理1. 构架没有损坏，如何修理(见图9-25）2. 构架和蒙皮同时损坏，如何修理(见图9-26）图9-25 跨构架破孔修理图9-26 构架和蒙皮同时损伤的修理4.3.3不易施工处蒙皮破孔的修理 一、 充分利用切割孔进行施工1. 开孔（见图9-27）2. 铆接衬片与蒙皮3. 连接衬片与衬片4. 利用舱口盖或施工孔进行施工图9-27 长圆

17、形和矩形衬片的放入图9-28 圆形衬片的放入和加强开施工孔时，必须注意以下几点：(1) 施工孔的大小(2) 施工孔的部位(3) 既要考虑到对破孔的施工，又要充分考虑好施工孔的修补 (4) 施工孔应与破孔或其它的孔彼此错开 5. 临时拆卸蒙皮进行施工4.3.4双层蒙皮破孔的修理 1. 内部有构架的双层蒙皮破孔的修理 2. 内部有垫条的双层蒙皮破孔的修理3. 相互重叠的双层蒙皮破孔的修理4.3.5前缘蒙皮破孔的修理1. 采用托底平补法修理，圆形衬片或矩形补片，如图9-33所示 图9-33 前缘蒙皮破孔修理2. 采用托底平补法修理，圆形衬片或矩形补片，如图9-33所示（1） 矩形孔双面铆接修补（2）

18、 为了保证前缘形状正确 ，采用何种措施（3） 为了保持前缘的光滑 ，采用何种措施 4.4蒙皮大范围损伤的修理 4.4.1更换蒙皮的方法 一、切割损伤蒙皮1. 切割线与构架平行，在转角处要锉成圆角2. 切割线要靠近构架 ，但要保持一定距离3. 用原来接缝进行接补4. 切割线应尽可能避开铆钉5. 切割下来的旧蒙皮，不要随便剪开二、制作与铆接衬片 图9-36分段的衬片1. 衬片可以做成一整条 2. 衬片可以做成分段（见图9-36）3. 将衬片与蒙皮铆接 4.4.2配制新蒙皮并安装定位与对缝 图9-37划线定位 一、定位 1.划线定位图9-38 定位孔定位法2.定位孔定位法二、对缝图9-39 直尺划线

19、对缝 （1）直尺划线对缝(2)特殊工具对缝4.4.3铆接新蒙皮一、确定新蒙皮铆孔位置9-4用划线的方法找铆孔 (1)用划线的方法确定铆孔位置(2)用定位钉或定位工具确定铆孔位置 图9-43 用定位工具找铆孔图9-42 用定位钉找铆孔二、钻孔、铆接(1)对于单曲度蒙皮（见图9-44）图9-44 从弯曲中心线铆向两端(2)对于双曲度蒙皮（见图9-45）图9-45 从蒙皮中央铆向四周4.5蒙皮更换时的强度校核 一、 蒙皮横向接缝强度校核的内容二、蒙皮接缝强度校核的方法 以蒙皮接缝处所允许承受的破坏载荷为一方，而以蒙皮的设计载荷为另一方，将双方的数值进行对比，得出安全系数，从安全系数的大小，就可判断蒙

20、皮接缝的强度是否合乎要求。图9-46 蒙皮接缝处载荷的传递 图9-47 小段接缝 4.6更换蒙皮后的质量检验4.6.1蒙皮外形的质量要求（1） 气动外缘型值公差 （2） 气动外缘波纹度公差（3） 蒙皮对接公差 （4） 操纵面吻合公差等4.6.2蒙皮气动外形的检验方法1.蒙皮的气动外缘型值公差和波纹度可用检验样板(或卡板)检查 图9-48 检验样板与塞尺 2.蒙皮的对缝间隙通常采用塞尺检查，对缝阶差用百分表检查 图9-49 蒙皮阶差的检查 结 束 语通过大半年的准备和努力，自己终于将自己毕业设计完美完成。在回忆起自己从开始于着手毕业设计时的自己不知如何去做、会做什么、能做什么的迷茫到现在的自己对

21、于自己能够有一个清晰的定位，认识到自己在大学三年自己学到了什么、掌握了什么。毕业设计不仅仅只是将自己三年所学写在一片纸上那样简简单单，它不仅是我们将我们过去所学的、自己掌握的融合在一起，从而形成一个自己的思想一个以自己的方式去理解世界的价值观。认识到自己在于这个社会的位置和起点！谢 辞在整个毕业设计中，我得到了指导老师时学立老师的热心指导和帮助，从毕业设计一开始时老师对我们进行着热情的指导到形成初稿时的反复修稿使我们深深的感受到时老师对我们无时无使刻的关心与厚爱，使我们最后在大学三年获得一份满意的答卷，将大学三年画上一个完美的句号。在此，我要感谢我的同班同学在最后的日子里给予我无私的帮助和关怀

22、！同时，我要感谢我的父母是我拥有一段完美的记忆！参 考 文 献1：田秀云主编 飞机结构维修理论与技术 香港慧文国际出版有限公司 1999 2：代永朝，郑立胜著 飞机结构检修 北京 航空工业出版社 20063：唐泉康，陈代林，谢寿生. 航空维修与工程.沈阳：沈阳出版社. 2003.2.4：万方数据西安航空职业技术学院毕 业 设 计（论文）审 查 意 见 书指导教师对学生 所完成的题目为 的毕业设计（论文）进行情况、完成质量的审查意见： 成绩： 指导教师： 年 月 日西安航空职业技术学院毕 业 设 计（论文）评 阅 意 见 书评阅人对学生 所完成的题目为 的毕业设计（论文）评阅意见为： 成绩： 评阅人： 年 月 日西安航空职业技术学院毕 业 设 计（论文）答 辩 结 果毕业设计（论文）答辩委员会对学生 所完成的题目为 的毕业设计（论文）及答辩评语为： 经答辩委员会研究，确定成绩为： 毕业设计（论文）答辩委员会主任： 答辩委员会委员： 年 月 日该生毕业设计（论文）最终成绩评定：审阅成绩（权重0.4）评阅成绩（权重0.4）答辩成绩（权重0.2）最终成绩