马贺

摘 要： 随着材料技术在飞机领域中的不断发展，飞机零件材料越来越重要，而复合材料在飞机领域的应用也变得尤为突出，在飞机制造过程中，要分析飞机材料损伤机理，通过它来选取正确的材料，飞机制造完成之后还需要对复合材料进行试航评定，最终符合飞机加工性能。

关键词： 复合材料；材料损伤；适航评定

1.复合材料

飞机复合材料应用的比较广，复合材料是指材料中含有两种或者以上的不同物理和不同化学性质的物质，它的性能要高于单一材料，飞机制造正是看中这点性能，一般飞机上所需要的材料都是特殊性能的，飞机机身上利用复合材料的位置如图1.1。

飞机上最早应用的复合材料是以碳纤维为主体的复合材料，主要是强度高的优点，与刚才相比较，这种材料应用在飞机上，可以减少飞机质量的20%-30%。

飞机复合材料还具有可设计性强、疲劳性、耐腐蚀性好的优点，在飞机的机翼和机身上广泛应用，占全机结构的50%以上，在飞机的设计上，复合材料不仅应用在主体结构上，飞机发动机上也同样应用，喷管、高压压气机等。

复合材料的性能如下：

（1）设计性强、因为复合材料结合多种材料加工而成，它的性能结合了多种特性，所以在设计上容易；

（2）材料与结构同一性，在复合材料加工时候，由于复合材料和材料同时加工，通过组成复合材料的材料形成结构，所以它们是同一性；

（3）疲劳性好，因为复合材料的塑性好，比较金属，它的疲劳性能要好，同时出现裂纹时候，也不会扩大；

（4）减震性好，复合材料有较高的自振频率，还能吸收振动。

2.材料损伤

飞机复合材料的损伤如图2.1。

飞机机构上应用复合材料对飞机的生产、设计和以后的维修带来了方便，但是由于它不是金属材料，在今后的使用和工艺生产过程中，带来了巨大的挑战，同时在不同的材料复合一起，性能和材料膨胀系数也不同，同时在制造过程中还会出现气孔、开裂、分层等缺陷，同时飞机复合材料在飞机装配过程中还需要特殊装配，因为在装配过程中由于施工环境、撞击等，会对复合材料造成损伤。

复合材料损伤形式主要有：

（1）表面损伤，这种损伤一般是出现在零件的表面，会出现例如划痕、凹槽、凹点等，这种损伤最常见，同时这种损伤危害最小，它不会影响内部结构；

（2）分层，这种损伤是复合材料层分离，一般分成两层或以上，这种情况一般是结构上出现损伤，也可能有异物进入复合材料层中；

（3）脱落，这种是材料本身粘连不好，在外力持续作用下，复合材料会出现脱落；

（4）芯子压坏，这种损伤是材料在蒙皮外力的作用下，压迫芯子导致的损伤，有蒙皮回弹性能好，所以这种损伤一般不容易发现；

（5）穿孔，这种损伤的危害最大，复合材料发生双面破坏；

（6）裂纹、这种损伤是最严重的，出现裂纹，表面复合材料已经不能使用，需要进行更换。

3.适航评定

飞机复合材料设计、加工、组装完成之后，需要对其进行适航评定，要对主要零件进行测试、评估，分析如何造成损伤，然后进行替换，对次要零件分析是否能影响飞机性能。

对复合材料进行损伤评估，要通过部件的类型、损伤的形式、损伤的程度、带来的后果等方面进行评估，有些零件会出现多处损伤，要分析可接受的损伤距离，如图3.1。

分析完成之后，有些复合材料是可以进行修复的，修复的要求是不要改变材料的性能，不要新增其他损伤，不要破坏保护层。

结论

复合材料在飞机中的应用，由于材料的异性不同，它的损伤、失效的形式也会不同，在飞机应用复合材料中，要知道常見的断裂和疲劳的形式，同时避免材料的先天缺陷，通过正确的检测方法和检测设备，将正确的优越的材料应用在最合适的位置，提高飞机使用性能和增加安全系数。

参考文献

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