免费飞机设计：某型飞机主起落架固定螺栓应力腐蚀裂纹扩展寿命估算及解决方法

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1、第30卷第6期飞机设计Vol.30No.6232010年12月邹辉等：高超声速湍流高效模拟算法AIRCRAFTDESIGNDec2010第30卷文章编号：1673-4599（2010）06-0023-03某型飞机主起落架固定螺栓应力腐蚀裂纹扩展寿命估算及解决方法付长安,张显余,朱卫国（空军航空大学航空机械工程系，吉林长春130022）摘要：某型飞机主起落架固定螺栓是机翼上部框架与支柱外筒的主要连接件，据外场统计，从飞机使用至今该螺栓共断裂228件，断裂部位绝大多数在M33×1.5一端，螺纹根部至3扣之间。螺栓断裂时有的经过2150个起落，而有的仅有几个起落。此问

2、题的发生直接影响到飞机的飞行安全。本文应用应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳的理论，计算分析了螺栓断裂的原因，同时提出了解决该问题的方法。关键词：应力腐蚀；裂纹扩展速率；延迟断裂+中图分类号：V215.23文献标识码：AEstimationofStressCorrosionCrackPropagationLifeofFixedBoltintheMainLandingGearofaCertainAircraftFUChang-an,ZHANGXian-yu,ZHUWei-guo(DepartmentofAeronauticalandMechanicalEngineering,

3、AirForceAviationUniversity,Changchun130022,China)Abstract:Thefixedboltofacertainaircraftmainlandinggearismainbridgepiececonnectingthewingbulkheadwiththepillaroutsidesleeve.Accordingtotheoutfieldstatistics,thistypeofboltbreak288fromtheairplaneuseduntilnow,thebreakspotismainlyontheendof

4、M33×1.5,betweenthethreadrootandthreebuckles.Sometimestheboltbreaksafter2150takingoffandlanding,butsometimesonlyseveraltimes.Thisproblemhasadirecteffectonaircraft’sflightsafety.Inthispaper,usingthetheoryofstresscorrosioncrackingandcorrosionfatigue,theboltbreakreasonisanalyzed,simultane

5、ouslythesolutionisgiven.Keywords:stresscorrosion;crackpropagationrate;delayedfracture该型飞机主起落架固定螺栓是机翼上部框架产生裂纹121件，共228件。在断裂时有的经过和支柱外筒的主要连接件。按原设计图纸要求螺2150个起落。而有的仅有几个起落。此问题的发栓用30CrMnSiNi2A钢制成，热处理σb=160±10生直接危及着飞机的着陆安全。因此，从理论上2kg/m，表面磷化处理，螺栓与外筒连接时涂分析螺栓断裂的原因，并寻找出解决该故障的方X98-1胶。迄今为止，该螺栓共发生断

6、裂107件，法就显得十分必要。收稿日期：2010-01-25；修订日期：2010-09-20第6期飞机设计241螺栓断裂故障统计通过以上计算分析可知，腐蚀介质对螺栓的裂纹扩展有很大影响，由于螺栓的应力腐蚀开表1中统计了该型飞机主起落架固定螺栓断裂的临界裂纹长度很短（分别为0.043mm和0.065裂的情况。mm），螺栓表面的、非常轻微的缺陷就有可能达表1飞机主起落架固定螺栓损伤情况到这一尺寸，裂纹就开始扩展，而且螺栓延迟断单位1234飞机总架数452057裂时间又很短（8.89h和26.85h）。所以，螺栓断断裂件数292632裂的根本原因是应力腐蚀断裂。裂纹件

7、数523129更换件数81575113螺栓应力腐蚀的原因分析上述断裂螺栓经模拟试验及断口分析，螺栓金属构件发生应力腐蚀的首要条件是金属构断口无疲劳损伤，也没有塑性变形。从断裂源到件在拉应力作用下、腐蚀介质与金属构件相接触扩散区，绝大部分是典型的沿晶断口，属应力腐[1]产生应力腐蚀。因此，螺栓发生应力腐蚀的根本蚀脆性断裂。原因是螺栓的工作环境存在有腐蚀介质和装配应2螺栓应力腐蚀裂纹扩展寿命的估算力。3.1螺栓的加工和装配据有关部门计算，此固定螺栓的断裂截面螺栓的加工和装配不当可使螺栓在安装时存的裂纹形成寿命Np=7892个起落，裂纹扩展寿命在装配应力和应力集中。N

8、c=5748个起落。可以