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飞机复合材料结构损伤容限评定及适航审定技术研究

冯康军  
【摘要】:随着复合材料技术的进步和发展,性能优异的先进复合材料在民用飞机中得到越来越广泛的应用。由于复合材料各向异性等特点,其损伤机理、失效形式以及修理技术等都与金属材料结构具有显著的不同。因此相关的无损检测、损伤容限以及适航评定等方面的技术面临新的发展与挑战。 本文基于对复合材料结构损伤容限理论与适航审定文件的研究,对复合材料结构特性、损伤类型、先进无损检测技术、复合材料结构修理技术,以及适航审定等方面的关键问题进行研究。 本文详细研究了复合材料结构损伤容限特性,同时与金属结构损伤容限相比较,还介绍了复合材料结构损伤容限设计和可靠性分析。在复合材料适航咨询通告AC20-107A和B的指导下,从材料,构件,检测方法,范围和频率以及修理等方面考虑,详细研究了该法规有关复合材料结构损伤容限分析和评定的要求和内容。结合波音777水平安定面的损伤容限评定试验数据和结果,归纳总结出了复合材料结构损伤容限评定流程图。 首先对复合材料结构进行损伤威胁评估和损伤分类,由试验数据、无损检测方法和检出概率确定剩余强度评定用的损伤大小和初始可检损伤大小,以验证损伤的扩展性,考虑环境影响因子,最终制定复合材料结构结构检查大纲。本文最后将上述研究成果转化为复合材料结构适航审定辅助信息管理系统,该系统可以进行复合材料损伤评估和损伤容限评定,对于复合材料结构制造和检测维修部门进行损伤评估和制定经济合理的检查大纲具有指导作用。


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