民用飞机静力试验机轮假件加固方案研究

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1、民用飞机静力试验机轮假件加固方案研究-机械制造论文民用飞机静力试验机轮假件加固方案研究曹士旭（上海飞机设计研究院，中国上海201210）【摘要】介绍了民用飞机主起落架上用于静力机试验用加载装置机轮组件的设计加固过程，机轮假件是静力试验中传递载荷的起点，具有较高的强度要求。针对试验要求设计了一个主起机轮，在制造过程中出现了影响机轮强度的焊缝裂纹，对焊缝裂纹进行探伤分析，并进行加强方案研究，并且利用试验验证了加强方案的可靠性和安全性。关键词主起落架；焊缝裂纹；加固螺柱ReinforceMethodStudyforDummyWheelo

2、fStaticTestofCivilAircraftCAOShi-xu(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute,Shanghai201210,China)【Abstract】Thepaperintroducesadesignandreinforceprocessforadummymainlandinggearwheelsusinginthestatictest.Thedummywheelsneedtobestrongerthanthenominalwheelsbecausetheyar

3、etheloadingpointsinthetest.Atfirsttherearedummywheelswhichhavebeendesignedaccordingtothetestrequirement,butthedummywheelsacute;weldinglinesarefullofflawsthatapparentlyaffecttheperformanceofthewheels,especiallythestress.Thepaperanalysestheflawsintheweldinglines,propose

4、sthereinforcingmethodandtakesexperimenttovalidatethereliabilityandsafetythroughstressanalysiscalculation.【Keywords】MainLandingGear;Weldinglineflaw;Reinforcebolt现役民用飞机在成功取得适航证书和型号合格证书之前需要进行非常严苛的试验来保证设计飞机的可靠性和安全性。在每一架飞机翱翔蓝天之前，在地面上总有起落架系统需要提供支撑和缓冲功能，虽然形式多种多样，飞机起落架在飞机降落和地

5、面操作时承载了飞机的所有重量，地面载荷都是通过起落架系统传递到机身和机翼上。最常见的飞机起落架形式是三轮式的，它包含主起落架和前起落架[1]。为了保证飞机的安全性，我们必须在飞机起飞前进行静力试验来检验不同工况下载荷传递到机身机翼时造成的影响。在未有装机件的情况下为了进行静力试验，我们首先设计了一个起落架结构假件以模拟载荷传递。在此套假件中的机轮假件是地面载荷传递的发起点，具有较高的强度要求。在原始设计中通过两块面板和一块连接板模拟真件，假件的数模如图1所示，加载方向分别为航向，机翼方向和垂直地面方向。在制造过程中发现在面板与中间

6、连接板的焊缝处检查出了大量细小裂纹，此缺陷对机轮的强度影响较大，不能直接用于试验使用。拟采用在面板与连接板间添加加固螺纹柱来加强。1焊缝缺陷分析本文详细论述应用在飞机静力试验机轮假件加工中焊缝缺陷分析及加固方案的研究。如图1中所示，机轮假件的连接板和面板间是焊接连接，理论状态下无焊缝缺陷，焊缝即可以保证机轮强度。在实际加工过程中，零件材料为30CrMnSiNi2A，板厚为38mm，长度约为1m，由于零件焊缝区域大，零件焊接持续时间长，导致零件焊缝区域应力不能得到及时释放[2],零件焊接后焊缝区域产生裂纹，虽经过补焊，但无法保证零件

7、焊缝区域裂纹已完全排除，难以保证蓝图要求。利用X光检测焊缝内部质量发现焊缝中存在大量裂纹及气孔缺陷，裂纹如图2中所示。经工艺分析造成此处焊缝多处裂纹的原因是由于在焊接过程中未按照工艺要求对机轮组件进行预热处理，直接对零件进行焊接，在焊缝冷却时由于内应力的作用产生裂纹，焊接强度无法保证机轮连接强度。虽经过补焊也不能完全消除焊缝内部的裂纹。在静力试验中加载在面板上的载荷直接通过焊缝传递到连接板然后传递到轮轴上，在焊缝质量无法保证的情况下，不能保证加载过程中机轮假件不会裂开，影响试验进展。必须进行加固方案研究。2加固方案经讨论决定使用在

8、面板与连接板间打孔安装螺纹柱的方法加固焊缝连接以确保试验顺利进行。由于螺纹柱是采用自制方式生产，对于其物理性能能否满足加载需要需要进行拉伸试验验证其强度满足静力试验加载需求。在零件焊缝区域增加8个M14的螺纹柱对机轮组件进行加固[3]。增加螺纹轴的