1、 上海民航职业技术学院 毕业论文 飞机地板梁 损伤检测及修理方案 专 业： 飞机结构维修 班 级： 学 号： 姓 名： 完成日期： 指导教师 : 上海民航职业技术学院毕业设计（论文） I 摘要 飞机地板梁结构是飞机的主要结 构 部 件 ，主要承载飞机飞行载 荷 、地面 载 荷以及压力载 荷 ，对保证飞 机完整性 具 有十分重要 的 作 用 。飞机在服役期 内 ， 由于结构腐 蚀 、静强度破 坏 、疲劳破 坏 和 断 裂 、意外损伤等原因常常会导致飞 机 地板梁腹板损 伤 。 本文参考了波音飞机 SRM 手册，重点介绍地板梁的损伤容限，以及修理方法。 最后提出了飞机耐久性的有效对策。 关键词 ：
2、 修理方案 ，损伤容限， 飞机地板梁有效性 。上海民航职业技术学院毕业设计（论文） II ABSTRACT The floor beam structure is the main structural parts of aircraft, mainly for aircraft flight load, load and pressure load on the ground, to ensure the integrity, has a very important role. Aircraft in service period, due to destruction of corros
3、ion structure, static strength, fatigue damage and fracture, accidental injury reason often leads to the floor plane beam web plate injury. Refer to the manual for Boeing aircraft SRM, this article focuses on the floor beam damage tolerance, and repair methods. Finally puts forward some effective me
4、asures to the durability of aircraft Key Words: Repair plan, damage tolerance, the plane floor beam is effective.上海民航职业技术学院毕业设计（论文） III 目录 第 1 章 绪论 .5 1.1 概述 . 5 1.2 地板梁基本结构 . 5 第 2 章 地板梁的受力分析以及典型地板梁方案 .8 2.1 概述 . 8 2.2 典型机型地板梁介绍 . 9 2.1.1 A320 飞机 . 9 2.1.2 波音 737 飞机 . 9 2.1.3 C 系列飞机 . 10 2.1.4 波音 7
5、87 飞机 . 11 2.1.5 A350 飞机 . 11 2.1.5 A380 飞机 . 12 第 3 章 地板梁常见损伤及原因 .14 3.1 腐蚀损伤 . 14 3.2 裂纹损伤 . 15 第 4 章 SRM 典型修理简介 .17 4.1 BUILD-UP(构建型 )地板梁的典型修理 . 17 4.2 EXTRUSION (挤压型 )地板梁的典型修理 . 19 第 5 章 结论与展望 .22 5.1 飞机结构修理部位的可检性及重要性 . 22 5.2 新型材料对飞机修理的影响 . 22 5.3 新型工艺对飞机修理的影响 . 23 5.3 结论 . 23 致谢 .25 上海民航职业技术学院
6、毕业设计（论文） 5 第 1 章 绪论 1.1 概述 地板梁结构由地板骨架和安装在骨架上的地板组成，如图 1-11所示 ，地板骨架由纵梁和横梁组成。横梁一般采用工字形或者槽形挤压型材。横梁的两端链接在机身隔框上，并与纵梁和垂直支柱构成承力骨架。同时，纵梁还可以作为安装和固定座椅的导轨。地板本身由多块壁板在组成，它们用螺栓固定在骨架上。作为地板的壁板是由上下面板，轻质芯材和加强条板组合的复合材料夹芯结构，芯材可以是泡沫塑料，轻质木材或者其他材料。且地板的壁板在结构上是由厚度为 1.5mm-3.0mm 的两层板材加上中间填充打的泡沫塑料组成，并采用层合板隔板加强。地板的壁板周边镶有木质板条，这样的
7、壁板用专门的螺旋固定在骨架上。有些地 板沿纵梁通过位于纵梁下的宽垫片，用螺旋将壁板固定在梁板，托板螺旋位于地板骨架上。 飞机地板梁结构是飞机的主要结 构 部 件 ，主要承载飞机飞行载 荷 、地面 载 荷以及压力载 荷 ，对保证飞机完整性 具 有十分重要 的 作 用 。 图 1-1 飞机腹板梁结构 1.2 地板梁基本结构 上海民航职业技术学院毕业设计（论文） 6 常见地板梁结构主要有两种： Build-up(构建型 )和 Extrusion(挤压型 ) 如 图 1-2 构件型梁，这类梁主要是由上缘条，下缘条墙和加强件组成，以波音 737-800 为例，这类梁主要用于机身 41 段位置， 46段中
8、央油箱位置。 图 1-2 构件型梁 挤压 型地板梁制造主要是将金属材料放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需要的形状，尺寸，以及具有一定力学性能的挤压件。 就波音 737-800 而言，如下图所示，这类挤压型主要使用在机身 43 段上的 全部梁和 46 段的部分梁。 上海民航职业技术学院毕业设计（论文） 7 图 1-3 挤压型梁 上海民航职业技术学院毕业设计（论文） 8 第 2 章 地板梁的受力分析 以及典型地板梁方案 2.1 概述 客舱地板梁结构是民用飞机机身结构不可缺少的组成部分， 一般由地板横梁 、 纵梁 ( 含座 椅滑轨 ) 、 支柱和侧向泄
9、压结构组成 。 其中地板横梁承担着旅客及座椅的载荷， 需要分别与地板纵梁 、 支柱和机身框连接，是比较关键的结构 。 相对于机身其它部分， 地板梁结构功能明确 、 受力清晰， 周围相关结构较少， 通常不会因其造成灾难性事故 。 但地板梁结构尤其是地板横梁结构，零件截面形状基本恒定 、 长度较长 、 数量较多， 选择合适的结构形式和材料， 能够节省工时 、 减轻重量 、 并显著提高生产效率和产品稳定性， 最终降低成本 。 与机身其它结构相比， 地板梁结构的受力相对简单，主要承受客舱 ( 包括座椅、 旅客、 小 车等 ) 垂直向下的载荷。由于增压载荷的存在， 在横梁和框、支柱和框的连接处， 机身框
10、有向外膨胀的趋势， 横梁和支柱受到拉伸， 因此这两处需要考虑疲劳问题，如图 2- 1 所示。支柱的存在能够降低横梁上的弯矩 ; 地板纵梁 ( 含座椅滑轨 ) 不但起加强构件的作用，并能使座椅承受 9g 的紧急着陆向前载荷 ; 侧向泄压结构承受飞机坠撞时向前的过载。 2 地板横梁主要载荷情况为 : 地板上方乘客和座椅的重力，腹板剪力以及两侧的弯矩 。 图 2-1 地板梁受力 上海民航职业技术学院毕业设计（论文） 9 2.2 典型机型地板梁介绍 2.1.1 A320 飞 机 A320 飞机是空客公司最成功的单通道飞机， 载客为 150 座级，寿命为 48 000 飞行起落。其地板横梁采用 7075
11、 T6511 材料的 “C” 型截面挤压型材，两端带小凸缘， 如图 2-2 所示。横梁高度为 88 9mm。 A320 座椅滑轨直接坐到地板横梁上，连接处横梁背面设计角材，座椅滑轨下缘条与地板横梁上缘条和角材通过四个紧固件进行连接。滑轨下部位置布置加强件 ; 地板横梁腹板面直接与机身框和支柱的腹板连接。 “C” 型横梁在满足强度要求的前提下 ， 与其它相关结构连接简单，结构重量轻 图 2-2 A320 地板梁及其与座椅滑轨 和支柱 的连接 2.1.2 波音 737 飞机 波音 737 飞机是波音公司销量最好的单通道飞机，座级为 150 座， 寿命为 75 000 飞行起落。其地板横梁采用 70
12、75 T6511“ 工 ” 型挤 压型材， 高度为 139 7mm，腹板上布置纵向加强件， 以增加横梁刚度，如图 2- 3 所示。波音 737 地板横梁与座椅滑轨之间的连接， 如图 2-4 所示。将座椅滑轨下缘条削掉， 沉入到地板横梁上部，滑轨顶端与横梁上缘条连接， 横梁上布置 角材 。这样的设计， 可以提高横梁高度， 通过腹板开孔来满足系统通过的需要，但会增加一部分重量 。 上海民航职业技术学院毕业设计（论文） 10 、 图 2-3 波音 737 地板横梁结构 图 2-4 波音 737 地板横梁 与座椅滑轨连接 波音 737 飞机采 用无支柱结构设计， 地板横梁所承受的向下的正应力， 完全由
13、地板横梁和机身框的连接来承受。因此， 对横梁本身的刚度要求更高，采用 “I” 型截面能够满足这一要求 。 2.1.3 C 系列飞机 庞巴迪 C 系列飞机是第一款大量采用铝锂合金的单通道飞机。其地板横梁结构同样采用了 “I” 型截面，高度为 93 98mm。早期地板横梁采用铝锂合金 2196 T8511 挤压型材，两端与机身框连接，下缘条在与地板支柱连接处削掉。截面由 “I” 型到 “J” 型，到端头连接处变为 “C” 型。如图 2-5 所示。 图 2-5 C 系列早期地板梁结构及截面形状 由于机身结构需要考虑系统通路， 而 C 系列机型较小，地板横梁高度较低， 采用的是座椅滑轨直接做到横梁上进行连接的结构形式。通常的横梁腹板减轻孔
