一种典型的民用飞机蒙皮边缘裂纹处理方法剖析

王鹏　侯睿　马大卫

【摘 要】蒙皮边缘裂纹是民机制造过程中较为严重的一种故障，处理时需要特别审慎。本文针对民用飞机上蒙皮边缘裂纹超差进行了分析，提出了处理超差的方法，为今后蒙皮边缘裂纹超差处理提供了借鉴。

【关键词】民用飞机；蒙皮；边缘裂纹；超差；处理方法

0 引言

民用飞机在装配制造过程中，出现故障超差是比较常见的。蒙皮作为飞机结构的重要零件，在制造过程中出现超差，需要设计制造部门通力合作，分析故障原因，确定处置方案。本文针对蒙皮裂纹超差问题提出了处置方案并进行了优劣对比，并对此类问题进行了总结。

1 蒙皮裂纹超差案例分析

机身蒙皮下部对接区有1处如图1所示的蒙皮边缘裂纹（以下简称蒙皮裂纹）问题，本文以此为案例探讨蒙皮裂纹问题的超差处理方法。

图1

1.1 无损检测

根据装配现场蒙皮裂纹情况，考虑蒙皮裂纹周围是否会存在隐性裂痕，对蒙皮裂纹区域进行无损检测。通过无损检测结果，确定周围存在隐性裂痕的可能，为后续方案制定做好前置准备。

1.2 受损区域影响性评估

当蒙皮裂纹后，造成的缺口导致周边传载情况发生变化：机身航向载荷无法正常通过蒙皮缺口处，造成缺口周围载荷应力集中剪力通过蒙皮、框和长桁，向中央翼方向传递；当传至缺口时，传递载荷在此处断开，形成应力集中；气密增压载荷作用下，对蒙皮产生环向载荷。由于缺口的存在，导致环向载荷在此处无法正常传递，缺口处环向载荷在周围产生环向应力集中。因此，该类问题若不及时处理，裂纹会进一步扩展，影响机体结构安全。

1.3 工程处置措施

1.3.1 止裂孔+加强件补强

可对蒙皮裂纹变形区域，采用机械校形方法进行校形，并在蒙皮裂纹末端开一止裂孔，孔直径3mm。同时在蒙皮增加一块加强板。如图2所示。

图2

该方案适用于故障处裂纹程度不严重，受力情况不严重的区域（需强度部门评估）。

1.3.2 切除裂纹+加强件补强

切除蒙皮裂纹区域，切口形式可参考《麦道飞机联络工程手册》[1]，确保能将裂纹区域完全切除，同时将开口区应力集中程度降至合理区间，如图3所示。

图3

本文选择r/d=3来切除裂纹区域，从图3可以看出，切口的应力集中系数趋于平稳，切口如图4所示。

图4

开口周围使用加强板来增加受力材料，降低应力水平，以使超差部位的应力水平保持在原设计水平或低于原设计水平，加强件与蒙皮相连处至少排三排紧固件，用于进行航向、环向载荷的传递，如图5所示。

图5

2 总结

本文对飞机装配制造过程出现的蒙皮裂纹故障处理方法进行了分析，以机身对接区下部蒙皮裂纹为案例，详细介绍了蒙皮裂纹超差的处理方法，对民机制造过程蒙皮超差处理具有一定的参考作用。

【参考文献】

[1]费衡甫.麦道飞机联络工程手册[M].航空工业出版社，1997.

[责任编辑：汤静]