结构修理专业基础知识培训

结构修理专业基础知识培训第1页/共132页课程目的本课程的目的：熟悉修理方法、步骤、程序、标准，并用于实际操作；了解耐久性原则和损伤容限熟知结构修理手册的限制和应用。第2页/共132页结构维修与方法飞机的维护需要修理，修理包括从简单的漆层损伤修复到复杂的修理，所有损伤都要求处理。结构维修―是保证适航性的关键了解结构的允许损伤和修理方法―是结构维修的关键第3页/共132页飞机结构完整性的责任飞机在交付使用时是满足结构完整性要求的。飞机在其使用寿命其内，为维护结构完整性营运人和波音公司有各自的责任第4页/共132页营运人必须做到检查与修复（a）完成MPD/CPM任务（b）完成CPCP任务（c）符合AD要求（d）完成服务通告及时根据批准的程序修理结构损伤。第5页/共132页波音公司的义务1．颁布并维护服务信函和服务通告、MPD、CPCP以及SRM2．提供修理指导3．提供现场技术帮助4．与营运人共亨机队维护经验第6页/共132页结构修理依据修理资料主要来自于SRM手册。SRM手册包含了一般修理程序（51章）和飞机各个区域的典型修理（52～57）其它资料来源包括波音客户服务机构提供的修理指导及服务通告。熟练全面利用SRM的数据修理可减少飞机的停场修理时间。第7页/共132页结构修理考虑的因素恢复原有结构强度满足设计要求其它考虑的主要因素：耐久性损伤容限第8页/共132页结构修理考虑的因素修理必须使原有结构强度得以恢复。修理时必须考虑损伤容限和耐久性原则，这样使得在以后的检测要求可以不必那么严格和麻烦。第9页/共132页补片太多的修理缺陷举例第10页/共132页补片太多的修理缺陷举例图一在原有补片上叠加补片，这会导致原有补片的失效。它只是把原有损伤去除，然后在原有补片上再补一块。这种类型的修理不可取，它会影响载荷的传递和应力分散，在原先修理的地方容易产生疲劳损伤。第11页/共132页补片太多的修理缺陷举例应该用一块大的修理补片更换原有的补片或重新进行修理设计。

第12页/共132页不良蒙皮修理缺陷举例第13页/共132页不良蒙皮修理缺陷举例龙骨梁后端与27L桁条交叉处的修理图二在嵌有填片的蒙皮切口处内部补片并没有覆盖住整个损伤区而且只靠一排钉与填片连接。单排钉会导致应力集中而影响剩余强度建议补片应覆盖住整个填片即补片夹在蒙皮和桁条之间。

第14页/共132页蒙皮铆钉排列不足举例第15页/共132页蒙皮铆钉排列不足举例图三是从外面看前面图二的例子。从外面看该修理不足2排钉铆钉排列有问题。一般在补片的周围至少要有三排钉。该例子告诉我们，在评估修理质量时，蒙皮两面都要检查。

第16页/共132页两个补片靠得太近的修理缺陷第17页/共132页两个补片靠得太近的修理缺陷图四两个补片靠得很近但又独自分开从单个补片来看，它们都满足修理要求。但修理补片旁产生损伤时不易发现，应考虑使修理符合“修理评估程序”中的可检性要求。这需要内部检测或用内补（平补）的方法。第18页/共132页紧固件数量不足的修理举例第19页/共132页紧固件数量不足的修理举例图五腹板的裂纹扩展到钉孔。单排紧固件数量不足以将载荷传递到补片上。良好的修理方案应该是切除所有的损伤。建议切除紧固件孔以内的所有区域。修理补片的大小应至少能在周围排上两排钉。第20页/共132页有铅笔标记的修理举例第21页/共132页有铅笔标记的修理举例图六修理件和孔边有铅笔标记。铅笔芯（石墨）容易与铝反应而引起电化学腐蚀。

第22页/共132页不良打磨的修理缺陷举例第23页/共132页不良打磨的修理缺陷举例图七腐蚀深而没有去除铆钉直接打磨这会损伤钉头并无法检查到钉头底下和孔内的腐蚀另外也无法检查到孔内的裂纹建议去除紧固件将孔扩大到最大允许尺寸如果仍无法清除孔内缺陷将孔扩大到下一级标准尺寸第24页/共132页紧固件孔旁有小孔的修理举例第25页/共132页紧固件孔旁有小孔的修理举例图八紧固件孔旁边又有小孔这些小孔可能是定位孔这些孔如果不处理易引起应力集中而降低强度，成为疲劳裂纹的起点第26页/共132页补片设计有缺陷的修理第27页/共132页补片设计有缺陷的修理图九两块补片独立分开于桁条两侧易引起应力集中应该把桁条橇起，彻底清除腐蚀，安装整体的单片补片。桁条下应该用有斜度的垫片重新安装第28页/共132页紧固件使用不当的修理举例第29页/共132页紧固件使用不当的修理举例图十使用了不同类型和规格的紧固件这会导致载荷分布不均。同区域的紧固件直径规格型号要尽量一致第30页/共132页蒙皮打磨允许损伤限制第31页/共132页蒙皮打磨超出允许损伤图十二SRM手册57章机翼蒙皮打磨腐蚀打磨不能超出SRM限制两损伤不能太近，深度也不许超限SRM手册给出了损伤限制超过损伤限制的损伤必须修理，否则会影响其结构完整性。第32页/共132页止裂孔无效的修理举例第33页/共132页止裂孔无效的修理举例图十三在止裂孔周围零散排布着紧固件。如果止裂孔不足以改善强度请不要使用。在该例中，建议切除裂纹区域并按SRM手册修理。

第34页/共132页裂纹的处理第35页/共132页裂纹的处理图十四显示裂纹不同处理方法的结果A－B：不正确的修理只钻孔或扩1次孔裂纹疲劳塑化区还存在，裂纹发展快A－C：正确的修理裂纹疲劳塑化区已去除，孔冷加工或干涉安装紧固件，耐久性强第36页/共132页不正确的修理引起的后果损伤不正确的修理会导致：增加产生裂纹起点的机会增加裂纹扩展速度减少发现和修理损伤的机会增加修理费用第37页/共132页允许损伤每种机型的损伤限制在SRM每章的开头有图示

在容限内的损伤可用简单程序修复，如表面腐蚀或擦伤的打磨边缘刻痕、划伤、擦伤的切除第38页/共132页允许损伤修理程序SRM提供了FAA批准的修理及其程序。51章适用于所有主要结构的一般修理。52至57章是结构的典型修理，主要有：结构识别批准的FAA－DER修理方案详细的损伤容限FAA批准的典型修理

第39页/共132页容限损伤修理第40页/共132页容限损伤修理程序图十五SRM53章损伤容限中，机身蒙皮的损伤容限分为A～F区。所有机型都有详细的打磨要求。所有裸金属表面都应涂上阿洛丁1200及BMS10－11TYPEI型底漆。第41页/共132页紧固件丢失钉头第42页/共132页紧固件丢失钉头的修理图十六显示了紧固件丢失钉头飞掉钉头的铆钉是不允许的。这些紧固件应该更换，以恢复其载荷传递路径。钉头周围的凸起是腐蚀的明显迹象，应在修理中去除。

第43页/共132页铝合金及其应用第44页/共132页铝合金及其应用图十八是飞机材料的应用纵观飞机上使用的各种材料，你会发现在结构修理中经常会遇上铝合金。SRM52～57章讲述了每个部位的材料及选择。

第45页/共132页材料选择材料识别可查看：工程图SRM52～57章修理材料选择跟原构件一样参照服务通告参照SRM51章替换

第46页/共132页材料的识别可从工程图和SRM52～57章“材料识别”部分找出。如果其基本尺寸并未在SRM中标明或找不到工程图，可以直接测量。修理用的材料应与原构件一样。如果要用其它材料替代，可以查阅SRM51章的材料替代表格。

第47页/共132页材料选择应考虑的性能静载荷强度耐久性抗疲劳性损伤容差裂纹扩展速度剩余强度物理性质不同金属可成形性第48页/共132页材料选择对材料的正确选择必须考虑机械性能和物理性质。根据51章的表格来选择替代的材料时，修理设计者须考虑的只是能否获得该材料。

机械性能和物理性质SRM已考虑第49页/共132页金属材料的替换查看金属材料的替换表修理材料包括：金属板材挤压型材板弯型材非金属材料第50页/共132页金属材料的替换机体的主要结构是铝合金。材料代替应考虑的材料规格必须注意代替表格中的旗注。该资料来源于SRM51章。

第51页/共132页用钢替换铝举例当使用钢材时，紧固件必须使用钢、不锈钢或钛。所选择的紧固件不应成为电化学反应中的阳极。铝构件上的钢紧固件要有过盈配合，钢构件上的紧固件孔应为精铰孔紧固件与孔为小间隙配合第52页/共132页用钢替换铝举例金属板材的修理程序与举例：在某些地方，可以用不锈钢和碳钢去替换铝，替代的规格应考虑材料强度在钢和铝之间请使用防腐涂层以隔离电位差的接通。

第53页/共132页紧固件的替换等效紧固件（equivalentfastener）可直接与原有紧固件相互替换替换紧固件(alternativefastener)比原有紧固件具有相似或更好的性能第54页/共132页SRM紧固件的一般资料代码，安装与去除，力矩值，孔的尺寸，边距，锪沉孔，划窝，紧固件强度，孔的冷加工第55页/共132页替换紧固件考虑的因素替换紧固件时，考虑以下方面：压力或燃油的密封飞机特定非金属区域螺纹长度和搭接厚度孔的尺寸安装方法及安装工具第56页/共132页替换紧固件考虑的因素轻型紧固件的使用需考虑预期载荷及是否容易获得该紧固件。修理中的首要规则应该是用同样类型和尺寸的紧固件来更换。若用防松螺栓或HI－LOK去替换铆钉应该考虑该处的载荷传递。

第57页/共132页紧固件的替换注意用HI－LOKBACB30FM替代BACB30GWQ时，当更换原有的防松螺栓时，可用直径加大1/64的紧固件。一般来说，替代紧固件可比原有紧固件加大一级。该资料可从SRM手册51章中找到。

第58页/共132页紧固件的替换修理例子第59页/共132页紧固件的替换修理例子图十九是与机翼下表面相交的梁弦。各种紧固件都是常用的。紧固件类型的选择取决于它们的功用和载荷情况。在该例中，载荷低且传递均匀的地方用铆钉，而肋板与弦交叉的地方传递相对高的载荷，因此用HI－LOK。第60页/共132页耐久性修理考虑的因素在紧固件位置保持低应力避免应力集中，消除应力不连续选择适当的材料横截面不可突变避免奇异点使拉应力最小防腐堵上空孔第61页/共132页永久性修理永久性修理应保持与原来结构相同的耐久性，因此设计中考虑的因素在修理中也应同样考虑。第62页/共132页蒙皮不良修理举例第63页/共132页蒙皮不良修理举例图二十的修理补片位于后服务门下。采用单排拉钉不足以保证0.040英寸蒙皮的强度。因此，该修理的耐久性非常低。修理的第一个要求是恢复损伤部分的静载荷强度。第64页/共132页紧固件边距第65页/共132页短边距的修复边距由以下方面决定：紧固件类型安装强度构件厚度

短边距是否可以修复由以下决定：构件形状紧固件位置紧固件排列第66页/共132页短边距对耐久性的影响第67页/共132页短边距对耐久性的影响短边距对耐久性的影响很大。如图二十二所示，当e/d＝1.0时，其耐久性只有1/6。

当e/d＝1.5时，其耐久性只有65％。第68页/共132页短边距对持久性的影响第69页/共132页短边距对持久性的影响应力水平的降低对耐久性有重要影响。如图二十三所示，应力降低20％，耐久性系数增加2.5。

第70页/共132页紧固件短边距修理第71页/共132页紧固件短边距修理紧固件短边距可按图二十四修理加上加厚和足够边距的加强板传力短边距每侧至少有3个紧固件给短边距孔装上紧固件加强板厚度＝K.T（原构件厚度）第72页/共132页形状奇异的孔或钻错的孔第73页/共132页形状奇异的孔或钻错的孔图二十五例举了两个钻错孔的例子。左图是窗户边机身隔框托板上的8字型孔。该图中还有一个孔钻在圆角处。应对其进行加强修理以恢复隔框的耐久性。右图是另外一隔框中钻错位置的孔。应用铆钉将其堵上。第74页/共132页8字形的孔对耐久性的影响

第75页/共132页8字形的孔对耐久性的影响8字形的孔对耐久性影响极大。寿命降低94％。如图二十六修复：扩出形状完好的铆钉孔按BAC5004用铆钉堵上空孔

第76页/共132页修理程序和举例第77页/共132页修理程序和举例用加大尺寸的铆钉去修复损伤的孔或者堵上并重钻：

按图二十七扩大孔以去除8字形孔，然后装上加大的钉，或者双埋头堵上8字形或小孔重新钻孔，加上一块板和标准的紧固件。第78页/共132页圆角处紧固件干涉的处理第79页/共132页圆角处紧固件干涉的处理图二十八是圆角处紧固件的干涉：紧固件的头、钉帽或垫圈与圆弧角的干涉会损伤修理件或紧固件：必须使用圆角垫片以避免紧固件头与工件干涉第80页/共132页型材腐蚀凹坑修理举例第81页/共132页型材腐蚀凹坑修理举例根据SRM检查打磨深度如果需要，按图二十九修理该图中用一块板作加强用中间加填片避免产生大于0.005英寸的间隙，便于安装紧固件和保证连接强度。第82页/共132页型材腐蚀凹坑修理举例理想的方法是用7075或2024铝制作仿形填片。裸露部分应该用阿洛丁1200加上BMS10－11TYPEI型底漆。填片与加强片之间填涂BMS5-95或BMS5-26胶

第83页/共132页修理设计考虑的因素第84页/共132页紧固件类型与修理片的搭配图三十显示薄板使用不同类型紧固件有不同的相对疲劳寿命。使用埋头钉时，必须确保划窝深度不使其产生“刀口”当划窝深度大于材料厚度的2/3时，便容易会产生“刀口”。只有0.2个疲劳寿命第85页/共132页划窝深度

第86页/共132页划窝深度图三十一表中是各种型号和尺寸的紧固件划窝所要求的最小板厚。该表取自于737/200SRM51章。其它机型SRM也可以找到类似的表。

第87页/共132页硬点产生刚性的突变就会产生硬点。它导致载荷从一部件传到另一部件时或从一区域传到另一区域时会突然改变。刚性材料或横截面的突然改变会影响载荷的连续性。第88页/共132页修理硬点第89页/共132页减少硬点图三十二是机翼蒙皮修理加强片的厚度要合适，太厚而过量地传递载荷会导致铆钉连接位置的耐久性降低。修理片做成坡度或阶梯状可减轻关键部位紧固件所传递的载荷。建议阶梯高度为补片厚度的50%。

第90页/共132页修理补片厚度第91页/共132页修理补片厚度有时，无法得到SRM指定或设计的补片，图三十三选用更厚的补片代替是可以满足静载荷强度要求但第一排紧固件的载荷也增加了载荷越大，蒙皮所受应力也越大，导致耐久性的降低。

第92页/共132页接合面涂胶第93页/共132页接合面涂胶图三十三密封修理用胶：接合面螺纹紧固件的湿安装在非燃油箱区域，使用BMS5－95，因为它含有很高的铬酸盐。在油箱区域，使用BMS5－26。第94页/共132页接合面涂胶在组装前应用滚棒在表面滚上胶。这是一个重要步骤，需要一些经验。充分滚动以让整个表面充满胶。然而，过分滚动会降低胶的挤出寿命。第95页/共132页蒙皮在桁条处平补举例第96页/共132页蒙皮在桁条处平补举例图三十五平补的填片使用与原蒙皮等厚度同规格的材料补片加大一个规格可以使用凸头铆钉当使用MS20426紧固件时，划窝深度不可超出BAC15CE紧固件所限制的深度

第97页/共132页BS360隔框短边距举例第98页/共132页BS360隔框短边距举例图三十六短边距影响静载荷强度影响耐久性，应在下次起飞前修理e/d为1.30，不足以提供足够的剪切、抗压和抗撕裂强度该例的修理应用一补片横跨BS360它要求仔细分析载荷的传递通道。建议跟波音公司联系以求得帮助

第99页/共132页BS360隔框左侧短边距修理第100页/共132页BS360隔框短边距修理程序1．用2024－T3包铝0.063制作一加强片其长度应足以跨过桁条14L和15L上下各排上3排钉，宽度足以在BS360隔框―蒙皮―搭接片的前后排上3排钉。2．保持致少2D边距3．隔框紧固件应排在机身圆周方向而桁条紧固件排在前后方向。第101页/共132页BS360隔框左侧修理举例4．所有裸露表面用阿洛丁和BMS10－11TYPEI型底漆处理5．钻掉原有铆钉。6．如需要请使用埋头垫片7．用BMS5－95平面湿安装。8．在过盈配合的孔内用BMS5－95湿安装BAC30FN6的HI－LOK。第102页/共132页

修理举例－抗剪带的更换第103页/共132页修理举例－抗剪带的更换图三十八是737隔框上的抗剪带修理实例上面一条抗剪带是以前更换的。下面的一条刚刚被更换。不同的切口修理方法略有不同。换句话说，修理应该根据不同的损伤而调整。

第104页/共132页有钢索梁腹板的修理举例第105页/共132页有钢索梁腹板的修理举例图三十九是737－300上使用叉形补片修理有钢索的地板梁腹板例子叉形补片可穿过钢索安装这种修理已成功地使用在737飞机上。然而我们建议这种修理前与波音先取得联系。

第106页/共132页损伤容限与修理举例表面腐蚀损伤止裂带脱层抗剪带切除

第107页/共132页搭接片和止裂带损伤的修理修理时，考虑损伤容限的因素有：A．搭接片和止裂带的腐蚀，材料损失大于等于10％应修补。在737上的机身蒙皮搭接带，FAA要求超过10％都要修理。B．脱胶的止裂带应修复以恢复功能止裂带若在修理过程中切断，应重新拼接上。

第108页/共132页表面腐蚀对裂纹扩展的影响第109页/共132页表面腐蚀对裂纹扩展的影响图四十是表面材料损失对裂纹扩展的影响。当材料厚度损耗超过10％时，裂纹发展快，要求修补。材料损伤深度界定应考虑腐蚀和打磨的总和。

第110页/共132页止裂带与裂纹扩展速度第111页/共132页止裂带与裂纹扩展速度图四十一是各种止裂带的裂纹扩展速度A．对于粘贴止裂带（如737机身），裂纹从0.5英寸扩展到20英寸所需的飞行次数为105000。B．对于脱胶或非粘贴止裂带则只要38000个飞行次数。C．对于铆接的止裂带，需要95000个飞行次数。第112页/共132页蒙皮搭接蒙皮的修理实例第113页/共132页蒙皮搭接蒙皮的损伤修理

图四十二是机身搭接蒙皮的修补三排铆钉已被拉钉所代替。如果能定期检查拉钉是否松动并参照SRM的要求更换，使用拉钉是可以作为C类修理然而，在这一特殊受力位置，搭接带承载大应更换实心紧固件第114页/共132页蒙皮搭接处打磨实例第115页/共132页蒙皮搭接带的损伤打磨图四十三是插入斜楔时（25度以内）让蒙皮有开放的距离和空间只许蒙皮弹性变形不许蒙皮塑性变形插入斜楔才能有足够的空间来完成腐蚀的去除打磨工作这是必需的也是最重要的。

第116页/共132页蒙皮平补修理实例第117页/共132页蒙皮搭接处损伤的修理图四十四是一个机械师在机身上钻紧固件孔以作内补的例子从他进展的情况来看，似乎不错。铆钉