刁春涛 黄志荣

摘   要：民机活动面装配连接常采用多个铝合金接头，采用叉耳式连接结构形式。铝合金接头表面损伤是民机制造过程中常见的一种装配偏离。本文以某型民机铝合金接头表面损伤为例，介绍结构形式，提出处置思路，给出了强度评估方法，根据强度分析结果确认处置方案满足民用飞机的安全性和适航性要求。本文系统性的总结了民机铝合金接头损伤的处置思路及评估方法。

关键词：民机  铝合金接头  表面损伤

中图分类号：V262.4                                文献标识码：A                       文章編号：1674-098X（2019）02（b）-0106-02

民机活动面装配连接常采用多个铝合金接头，采用叉耳式连接结构形式。由于叉耳间隙较小，拆装活动面过程容易出现由于多个接头空间位移不同步而导致叉耳接头碰撞，导致接头表面出现划伤、磨损、刻痕等损伤。该类损伤主要引起局部应力提高，降低零件强度，降低连接强度[1]。铝合金接头主要功能是将活动面的气动载荷传递至飞机机身，从而调整和控制飞机飞行姿态，若所有连接接头出现较大故障，将导致活动面无法控制飞机姿态，对飞行安全存在一定隐患。因此，非常有必要对民机铝合金接头表面损伤的评估方法进行研究。

本文主要介绍了铝合金接头的连接形式，以某型民机铝合金接头表面损伤为例，提出处置思路，给出了强度评估方法，根据强度分析结果确认处置方法满足民用飞机的安全性和适航性要求。为民机铝合金接头表面损伤的超差处置及评估提供参考。

1  结构简介

铝合金接头为承受和传递悬挂活动面的力而设计，以某型飞机方向舵连接接头为例，典型结构形式如图1所示。

垂直安定面接头座固接于垂直安定面，将方向舵载荷传递至垂直安定面。连接接头孔内安装有轴承，保证方向舵可偏转。方向舵与垂直安定面通过6处铝合金接头连接，连接接头与方向舵接头间隙为4mm。

2  超差情况及处置思路

在拆装过程，若6处方向舵接头位移不一致，极易产生方向舵接头或连接接头表面损伤。某型飞机1处方向舵接头表面损伤，长4mm，宽1.6mm，深0.65mm。如图2所示。

处置思路：首先建议通过无损检测方法判断是否存在裂纹，若有裂纹，需将裂纹处打磨去除后进行剩余强度评估;若无裂纹，为降低损伤位置表面应力集中系数，可按工艺规范对损伤区域进行打磨，打磨深度不超过原有损伤深度，表面粗糙度Ra3.2，打磨具体尺寸要求按图3所示（1表示最小半径25.4mm去除损伤;2表示最小20X，即去除深度的20倍;X为损伤深度;T为零件厚度）。打磨表面按标准规范进行氧化膜层处理并按图纸要求恢复漆层，然后评估接头剩余强度是否满足安全性和适航性要求。若不满足，需更换接头零件。

3  强度评估

铝合金接头受载严重部位是连接耳片处，因此一般是评估耳片处强度特性。

3.1 静强度

耳片承受的载荷可以分解为轴向、横向分量，Pa为轴向载荷分量，Ptr为横向载荷分量。

根据参考文献[2]编制疲劳检查表，将接头耳片的DFR值、地空地应力循环、动态放大因子（DMF）、主循环工作应力贴到疲劳检查表即可得到耳片的疲劳裕度。

耳片表面损伤处置后，耳片厚度减小，以耳片最薄处厚度作为耳片厚度，根据重新确定的耳片厚度系数Lt重新计算DFR值，根据耳片最薄处厚度重新计算，裕度大于零则认为结构满足疲劳强度要求。

3.3 损伤容限

裂纹扩展分析、剩余强度分析以及结构检查大纲是损伤容限评定的三要素[3]。

裂纹扩展分析使用的载荷谱为飞-续-飞疲劳载荷谱，剩余强度分析是确定带裂纹结构实际允许的承载能力。根据结构形式选择计算模型，结合材料性能数据、飞-续-飞应力谱、剩余强度应力即可计算得到结构的裂纹扩展寿命。

由裂纹扩展寿命可以确定裂纹检查门槛值、检查方法及检查间隔，形成相应结构细节的检查大纲。

耳片表面损伤处置后，耳片厚度减小，以耳片最薄处厚度作为耳片厚度，重新计算裂纹扩展寿命，进而确定超差处置后结构的检查要求。

4  结语

铝合金接头表面损伤是民机制造过程中常见的一种装配偏离。本文以某型民机铝合金接头表面损伤为例，介绍结构形式以及超差情况，提出处置思路，从静强度、疲劳强度和损伤容限3个方面详细给出了强度评估方法，需根据强度分析结果确认处置方案满足民用飞机的安全性和适航性要求。本文系统性的总结了民机铝合金接头损伤的处置思路及评估方法，为民机铝合金接头零件的超差处置提供参考和支持。

参考文献

[1] 费衡甫.麦道飞机联络工程手册[M].北京：航空工业出版社，1997.

[2] 《民机结构耐久性与损伤容限设计手册》编委会. 民机结构耐久性与损伤容限设计手册（上册）[M]. 北京：航空工业出版社，2003.

[3] 《民机结构耐久性与损伤容限设计手册》编委会. 民机结构耐久性与损伤容限设计手册（下册）[M]. 北京：航空工业出版社，2003.