“大飛機出版工程·民機先進制造工藝技術(shù)系列”之一。本書是在上海市航空材料與結(jié)構(gòu)檢測中心的科研成果和中國商飛上海飛機制造有限公司的實踐經(jīng)驗上總結(jié)而成的一本專著。包含飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測的標(biāo)準(zhǔn)與執(zhí)行,飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)及設(shè)備,飛機材料的檢測,飛機全尺寸和復(fù)合材料元件與組合件的檢測等內(nèi)容。本書具有較高的學(xué)術(shù)價值和實踐指導(dǎo)意義。
近年來,隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,民用飛機已成為現(xiàn)代社會人們出行的主要交通工具,世界民航工業(yè)由此而迅速發(fā)展。波音和空客公司分別研制了B787,A380和A350等先進民用飛機,以滿足國際上日益增長的市場需求。中國的民機發(fā)展正在以迅猛的速度,努力步入國際行列,如中國的商用民機ARJ21已正式投入運營;C919也將進入首飛適航階段;中國的寬體客機C929已經(jīng)通過論證,正式立項。從當(dāng)前世界最先進的干線客機波音B787和空客A380及A350上面,可以清晰地了解世界民機技術(shù)的發(fā)展軌跡。在材料、結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計方面,將突出輕質(zhì)、高效、長壽命、低成本、高可靠性等指標(biāo),廣泛應(yīng)用復(fù)合材料、鈦合金、鋁鋰合金等新材料作為飛機機體結(jié)構(gòu)的材料。
一代飛機,一種新材料被推廣應(yīng)用。而飛機上每一種新材料的研制和應(yīng)用,都需要通過大量全面性能測試和分析,以確定材料及工藝。每一種材料的篩選和替代,同樣需要進行系統(tǒng)性能測試及對比分析,以評價材料優(yōu)劣。對于飛機材料基準(zhǔn)值的確定,更是需要對材料進行多爐批次性能測試,確保其數(shù)據(jù)可靠。此外,結(jié)構(gòu)設(shè)計許用值,結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗證等,同樣需要完成大量的測試與分析,特別是適航驗證與試飛的過程,更是需要對各測試環(huán)節(jié)和分析結(jié)果的有效性進行全面審核。通過了,飛機才可正式投入批生產(chǎn)。即便飛機正式批生產(chǎn)了,仍然需要對入廠材料進行不同爐批次的性能抽檢甚至全檢。
正確地理解和應(yīng)用各種不同材料和結(jié)構(gòu)的測試方法及標(biāo)準(zhǔn),對于科學(xué)的評價飛機材料和結(jié)構(gòu)的性能以及內(nèi)部質(zhì)量,深層次地認識材料的成分,組織與性能的內(nèi)在規(guī)律,包括對材料的正確使用,飛機結(jié)構(gòu)安全性都具有重要的實際意義。無論是材料的化學(xué)分析,物理冶金測試技術(shù)以及各種材料,結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的測試技術(shù)都將要求精度越來越高,檢測速度越來越快。因而檢測技術(shù)需要程序化,規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化。
本書是由上海交通大學(xué)出版社組織出版的“大飛機出版工程”系列叢書之一,由上海飛機制造有限公司和上海交通大學(xué)作者聯(lián)合編著。上海飛機制造有限公司(以下簡稱上飛公司)主要負責(zé)材料檢測技術(shù)的編著工作,上海交通大學(xué)(以下簡稱上交)負責(zé)結(jié)構(gòu)檢測的編著工作。本書的主要定位讀者是航空專業(yè)的研究生以及初入航空領(lǐng)域的年輕工作者。希望通過閱讀本書,能夠使讀者初步了解飛機從材料到結(jié)構(gòu)的基本檢測技術(shù)和應(yīng)用,以及民機航空業(yè)的一些檢測實際案例。
本書第1章概論由初銘強執(zhí)筆;第2章飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測的標(biāo)準(zhǔn)與執(zhí)行由王磊、丁紅瑜執(zhí)筆;第3章飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)及設(shè)備由顧卓倫、包學(xué)偉、張會清、周金秋、王旭、莊桂增、劉奎、張忠華、張曉靜執(zhí)筆;第4章飛機材料的檢測實況由劉巖巖、包學(xué)偉、周金秋、王旭、莊桂增、劉奎、張忠華執(zhí)筆;第5章飛機元件,組合件及全尺寸的檢測的前9節(jié)由張曉靜執(zhí)筆,后一節(jié)由陳秀華執(zhí)筆;第6章飛機特種情況的檢測由余音執(zhí)筆。
本書在編審修訂過程中,得到了上海交通大學(xué)林忠欽院士、上飛公司姜麗萍總工程師、上飛公司原總工程師毛蔭風(fēng)、上飛公司原總冶金師陳進春以及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和同志的支持和鼓勵。特此致謝!此外,還要感謝為本書校對提供幫助的張增煥同志,以及為本書的編審和出版付出辛苦的上海交大出版社錢方針、王珍等人。
目前,正值我國大型飛機項目進入工程制造階段。希望本書對我國的航空事業(yè)發(fā)展會起到積極的推動作用,同時對年輕的航空工作者(飛機設(shè)計師和工程師等)提供有益的幫助。由于時間和作者的能力有限,書中存在的謬誤、不足之處,懇請讀者批評指正。
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姜麗萍:中國商飛上海飛機制造有限公司總工程師、科技委主任,民機領(lǐng)域首個國家工程技術(shù)中心主任,中國商飛公司總裝制造中心總工程師, ARJ21新支線飛機項目總工程師、運行中心副主任,研究員級高級工程師。C919大型客機項目的行政指揮。
1 概論
1.1 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測的概念及目的
1.2 國內(nèi)外飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.3 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測的基本分類
1.4 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測的方法及設(shè)備
參考文獻
2 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測的標(biāo)準(zhǔn)與執(zhí)行
2.1 材料與結(jié)構(gòu)檢測的標(biāo)準(zhǔn)化組織和標(biāo)準(zhǔn)體系
2.2 材料與結(jié)構(gòu)檢測的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
2.3 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行
2.4 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測標(biāo)準(zhǔn)與適航要求管理
參考文獻
3 飛機材料與結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)及設(shè)備
3.1 飛機金屬材料測試技術(shù)及設(shè)備
3.1.1 物理性能測試技術(shù)及設(shè)備
3.1.2 飛機金屬材料化學(xué)性能測試技術(shù)及設(shè)備
3.1.3 飛機金屬材料力學(xué)性能測試技術(shù)及設(shè)備
3.1.4 飛機金屬材料的無損檢測技術(shù)及設(shè)備
3.2 飛機復(fù)合材料測試技術(shù)與設(shè)備
3.2.1 飛機復(fù)合材料組分材料的分析測試技術(shù)及設(shè)備
3.2.2 層壓板測試技術(shù)及設(shè)備
3.2.3 夾層結(jié)構(gòu)的分析測試技術(shù)及設(shè)備
3.2.4 復(fù)合材料無損檢測技術(shù)及設(shè)備
3.3 飛機其他非金屬材料的分析測試技術(shù)及設(shè)備
3.3.1 密封劑
3.3.2 涂料
3.3.3 油料
3.3.4 膠黏劑
3.3.5 橡膠
3.3.6 塑料
3.3.7 紡織材料
3.4 飛機元件、組合件及全尺寸結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)及設(shè)備
3.4.1 飛機元件試驗中常用的配套設(shè)備、儀器以及相關(guān)技術(shù)
3.4.2 飛機全尺寸試驗測控設(shè)備
3.4.3 試驗保護系統(tǒng)
參考文獻
4 飛機材料的檢測
4.1 飛機材料檢測實驗室的管理
4.2 飛機金屬材料的檢測
4.2.1 金屬材料的出廠檢驗和入廠復(fù)驗
4.2.2 飛機金屬材料的金相檢測
4.2.3 飛機金屬材料的化學(xué)成分檢測
4.2.4 飛機金屬材料的力學(xué)性能檢測
4.3 金屬材料的無損檢測
4.3.1 飛機金屬材料無損檢測技術(shù)的選擇
4.3.2 飛機金屬材料滲透檢測技術(shù)應(yīng)用實例
4.3.3 飛機金屬材料磁粉檢測技術(shù)應(yīng)用實例
4.3.4 飛機金屬材料渦流檢測技術(shù)應(yīng)用實例
4.3.5 飛機金屬材料射線檢測技術(shù)應(yīng)用實例
4.3.6 飛機金屬材料超聲檢測技術(shù)應(yīng)用實例
4.3.7 飛機金屬材料其他無損檢測技術(shù)應(yīng)用實例
4.4 金屬材料的入廠復(fù)驗案例
4.4.1 材料信息
4.4.2 試驗項目的確定
4.4.3 試樣
4.4.4 試驗過程及結(jié)果
4.4.5 結(jié)果評判
4.5 飛機復(fù)合材料的檢測
4.5.1 復(fù)合材料組分的檢測
4.5.2 層壓板類的檢測
4.5.3 夾層結(jié)構(gòu)類的檢測
4.5.4 關(guān)于材料等同性的檢測
4.5.5 復(fù)合材料的無損檢測
4.5.6 復(fù)合材料入廠復(fù)驗的檢測案例
4.6 飛機其他非金屬材料的人廠復(fù)驗檢測
4.6.1 密封劑的檢測
4.6.2 涂料檢測
4.6.3 油料檢測
4.6.4 膠黏劑檢測
4.6.5 橡膠
4.6.6 塑料
4.6.7 紡織材料
參考文獻
5 飛機元件與組合件及全尺寸的檢測
5.1 檢測文件的管理
5.1.1 試驗任務(wù)書
5.1.2 試驗大綱
5.1.3 檢測規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
5.1.4 試驗要求
5.1.5 試驗報告
5.1.6 設(shè)計許用值內(nèi)容
5.2 零件與組合件的常規(guī)檢測
5.2.1 形狀和尺寸的檢測
5.2.2 表面外觀檢測
5.3 無缺口層壓板設(shè)計許用值試驗
5.3.1 材料許用值與典型鋪層
5.3.2 試驗矩陣
5.3.3 數(shù)據(jù)處理
5.4 含缺口層壓板設(shè)計許用值試驗
5.4.1 試驗方法
5.4.2 試驗矩陣
5.4.3 數(shù)據(jù)處
5.5 含沖擊損傷層壓板設(shè)計許用值試驗
5.5.1 損傷阻抗試驗
5.5.2 損傷容限試驗
5.5.3 試驗矩陣
5.5.4 數(shù)據(jù)處
5.6 機械連接設(shè)計許用值試驗
5.6.1 試驗矩陣
5.6.2 數(shù)據(jù)處
5.7 復(fù)合材料疲勞試驗
5.7.1 層壓板的疲勞性能
5.7.2 疲勞試驗?zāi)康募坝媱?br />
5.7.3 疲勞試驗步驟
5.7.4 復(fù)合材料層壓板的疲勞性能
5.7.5 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷容限性能
5.8 夾層結(jié)構(gòu)試驗方法
5.8.1 芯材性能評價方法
5.8.2 芯材與面板粘接評價方法
5.8.3 面板性能評價方法
5.8.4 夾層結(jié)構(gòu)性能評價方法
5.8.5 夾層結(jié)構(gòu)其他性能評價方法
5.9 典型的金屬結(jié)構(gòu)試驗項目及技術(shù)簡介
5.9.1 典型結(jié)構(gòu)細節(jié)疲勞額定值的疲勞方法
5.9.2 耳片連接接頭試驗
5.10 部件及全尺寸檢測
5.10.1 試驗過程質(zhì)量控制
5.10.2 部件的靜力試驗
5.10.3 部件的耐久性測試
參考文獻
6 飛機其他特種情況檢測
6.1 缺陷與損傷檢測
6.1.1 缺陷和損傷的產(chǎn)生和分類
6.1.2 飛機金屬結(jié)構(gòu)的缺陷與損傷檢測
6.1.3 飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的缺陷與損傷檢測
6.2 結(jié)構(gòu)在服役狀態(tài)的無損檢測
6.2.1 疲勞的無損檢測
6.2.2 腐蝕的無損檢測
6.2.3 蠕變的無損檢測
6.3 修復(fù)后的結(jié)構(gòu)檢測
6.3.1 飛機結(jié)構(gòu)的修復(fù)概述
6.3.2 修復(fù)后的結(jié)構(gòu)檢測
6.4 新近發(fā)展的檢測技術(shù)
6.4.1 計算機層析照相檢測法
6.4.2 聲一超聲檢測法
6.4.3 微波檢測法
6.4.4 自動化高速檢測系統(tǒng)
6.4.5 多技術(shù)融合的新型檢測方法
6.4.6 計算機仿真及數(shù)字信號處理技術(shù)
參考文獻
附錄 與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相關(guān)的ASTM檢測標(biāo)準(zhǔn)
索引