飞机机翼翼梁的结构分析和修理毕业设计(编辑修改稿)

飞机机翼翼梁的结构分析和修理毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

超声波是频率大于 20200Hz 的机械波，超声波探伤是利用超声波在不同介质西安航空职工大学 毕业设计论文 9 中的传播、反射和衰减等 物理特性的不同来发现缺陷的一种探伤方法，又称超声波检验，主要用于工件内部缺陷的检验。 超声波探伤具有穿透力强、无污染、效率高、成本低等优点。 超声波探伤设备 超声波设备主要包括超声波探伤仪和探头。 超声波探伤仪的主要功能是产生与超声波频率相同的电震荡，激励探头发生超声波。 同时，它又将探头接收到的回波转换成电信号并予以放大 、处理，再以一定方式在示波屏上显示出来。 超声波探头又称电压超声换能器，是实现电 — 生能量相互转换的能量转换器件。 常用的探头有直探头 、斜探头和表面探头等。 主要由保护膜、压电晶片和吸收块等组成。 其中，压电晶片是由单晶（石英、硫酸锂和碘酸锂等）或多晶（钛酸钡等） 材料切割成薄片而制成。 晶片两表面敷有银层作电极，“ ”极引出的导线接发射端 ，“ +”极接地。 吸收块的作用是吸收杂波，并使晶片在激励电脉结束后将声能很快损耗而停止振动，以便接收反射声波。 保护膜可使压晶片免于和工件直接接触磨损，匹配电感可使探头与超声波探伤仪的发射电路匹配，以提高发射效率。 当高频电压加于晶片两面电极上时，由于逆压电效应，晶片会在厚度方面方向产生伸缩变形的 机械振动。 如果晶片于工件表面良好耦合时，机械振动就以超声波形式传播进去，即发射超声波。 反之，当晶片受到超声波作用而发生伸缩变形时，正电效应又会使 晶片两表面产生不同极性电荷，形成超声频率的高频电压，即接收超声波。 因此，一个探头即可用于 单独发射超声波或接收超声波，也可同时兼有发射和接收超声波的功能。 超声波探伤的工作原理 超声波探伤仪由触发电路 、时基电路、发射电路、接收电路和显示器等部分组成。 工作时，触发电路发出电脉冲。 时基电路产生锯齿电压，在荧光屏的横坐标（ X1X2） 上产生一条相当于时间坐标的水平扫横线。 发射电路产生调频脉冲电压，加在发射探头上。 探头将电波转变成超声波，并传入工件中。 超声波经缺陷或工件底面反射后，传回接收探头，探头再将超 声波转变为电波，经接收电路检波、放大后，在荧光屏的纵坐标 (Y1Y2)上显示出来。 荧光屏上 T 波为反射波， F 波为缺陷波， B 波为底波。 各脉冲波的高度与接收到的超声波的能量成正比。 显然， T波最高，而 F波河 B 伯最低。 根据 F波在横坐标上的位置，可以对缺陷的深度定位。 根据 F 波德高度，可以估计缺陷的大小。 如果缺陷在垂直于超声波传递的方向上面积比较大，则荧光屏上没有 B波出现。 如果缺陷方向与超声波传递方向平行，则对此缺陷探测的灵敏度大大降低。 因此，对同一工件的同一部位，有时需要从不同方向多次探测，或利用两个或多个探头从不同方 向进行探测。 西安航空职工大学 毕业设计论文 10 4 故障修理 翼 梁缘 条 的修理 翼 梁缘条的损伤类型主要有缺口、裂纹和断裂等。 修理时，应根据损伤的实际情况，采用不同的修理方法。 缺口的修理 翼梁缘条 边缘产生缺口时，需根据缺口宽度的大小 (沿构件的截面测量 )，采用不同的修理方法。 宽度较窄的缺口 (一般小于 5mm)，只需将缺口锉修成光滑的弧形，用砂纸打光后涂上底漆即可。 锉修后的弧形应当符合图 4 所示的要求。 当缺口宽度较宽时，需把缺口切割整齐，用填片填上缺口，并铆上加强片，如图 5所示。 加强片的材料和厚度应与原构件相同，宽度则比缺口的宽度稍大。 图 4 缺 口锉修法 西安航空职工大学 毕业设计论文 11 图 5 缺口的修理 裂纹的修理 翼 梁缘条在使用过程中出现裂纹，说明构件在该处承担的载荷过大，需根据裂纹的长短 (沿构件截面的方向 )采用不同的修理方法。 当构件边缘出现长度不超过 2mm 的裂纹时，可采用锉修法修理；当裂纹长度大于 2mm，但小于构件一边宽度的 2／ 3 时，可在裂纹末端钻直径为 2～ 2． 5mm 的止裂孔，再用加强片加强，如图 6 所示；当裂纹的长度超过构件一边宽度的 2／ 3 时，在裂纹末端钻止裂孔后，用与构件相同的型材进行加强，如图 7 所示。 图 6 加强片加强 西安航空职工大学 毕业设计论文 12 图 7 加强型材 加强 断裂的修理 翼 梁缘条断裂后，如果断裂的构件便于整根取下，可采用更换的方法进行修理。 即取下断裂构件，用材料相同、规格相等的型材，制作新构件，按原孔铆接。 如果断裂的构件不便于整根取下，修理时，首先将构件的断裂部分切割整齐，用与切割部位相适应的填补型材填平切割处，然后铆接一条接补型材，将断裂的构件重新连接成一体，如图 8 所示。 这样，在断裂处作用于构件一端的载荷，即可通过接补型材，传至构件的另一端，使断裂构件的强度得到恢复。 这种修理方法，通常称为接补修理。 图 8 断裂构件的接补 接补修理的要求是：在恢复构件抗拉和抗压强度的前提下，尽可能减轻构件西安航空职工大学 毕业设计论文 13 的重量，并力求施工方便。 接补修理的工艺过程，主要包括构件损伤部位的切割、接补型材的选择和安装，以及接补型材的铆接。 (1)损伤部位的切割 切割损伤构件时，切割线应超出损伤范围 5 mm，并且切割线应与构件垂直。 切割后，用锉刀锉平切割缝，并涂刷防锈底漆。 若结构中有几根构件同时断裂，需事先用托架将损伤部件托住，再进行切割。 切割时，必须使各构件的切割缝彼此错开，不要在结构的同一截面上，以防止结构接补后，在该截面处的面积突然增大，引起应 力集中，降低结构的强度。 一般切割缝错开的距离尽量大于 l00mm。 (2)接补型材的选择 接补型材通常选择与构件材料相同、截面积相等的型材。 如果没有同样的型材，也可以用其它型材代替。 但代用型材的抗拉强度 ( b )和弹性系数 (E )要大于或等于构件材料的抗拉强度和弹性系数。 不同构件材料的代用材料见表 1。 表 1 代用材料表 构件材料 代用材料 30CrMnSiA LC LYl2,45 LC4， IYl2 45 LYl2， LD5， MBl5， MB8 LC4 LYl2 LD5,MBl5,MB8 ZM5 LD6 代用型材的截面形状应与损伤构件的截面形状相同。 (3)接补型材的安装 接补型材的安装方法通常有三种：一种是接补型材安装在构件的外侧，简称外侧接补；一种是接补型材安装在构件的内侧，简称内侧接补；一种是接补型材安装在构件的两侧，简称两侧接补，如图 9 所示。 构件不论用哪种接补方法，施工时，应将接补型材的两端削斜 (一般为 45176。 )，如图 10(a)所示。 采用内侧和两侧接补时，应将接补型材外棱 角倒角，以保证接补型材与构件贴合紧密，同时，两侧接补时，还要使两根接补型材的端面彼此错开，不要在同一截面上，见图 10(b)，这与切割面要彼此错开的道理是一样的。 接补型材的三种安装方 法各有其优缺点。 外侧接补与内侧接补、两侧接补相比，操作比较简单， 但是，外侧接补其接补型材的截面重心和构件的截面重心 之间 的距离较大 (如图 11 中的 e)，接补后的构件在传递载荷时，由于作用在构件和接补型材上的力 (P)都将分别通过它们各自的截面重心，这样一来，作用在构件和接补型材上的载荷不在一条直线上，因而出现一个偏弯矩 ( ep )。 这个偏弯矩，对受拉的构件来说 影响不大，对受压的构件来说，容易使构件失去稳定，产西安航空职工大学 毕业设计论文 14 生纵向弯曲。 由此可见，外侧接补的特点是施工比较简单，但使构件受压的稳定性变差。 图 9 接补型材的安装 图 10 接补型材的两端削斜和端面错开 西安航空职工大学。