飞机结构损伤与修理

定　　价：90 元 本教材已被 2 所学校申请过！

丛书名：科学出版社“十四五”普通高等教育本科规划教材 航空宇航科学与技术教材出版工程

• 作者：卿光辉
• 出版时间：2023/12/1
• ISBN：9787030758705
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:可作为飞机结构修理等专业的本科生和研究生教材，也可供从事飞机结构维修和飞机结构设计的工程技术人员参考。

• 中图法分类：V267 
• 页码：316
• 版次：01
• 开本：16
• 字数：(单位：千字)

内容简介

飞机结构修理方案的制定与修理的实施相当于飞机结构的局部再设计与制造，是一项专业性和综合性很强的技术工作。《BR》本教材从飞机结构设计的角度出发，在考虑保障运营安全及经济性的条件下，主要介绍了最基本的飞机结构设计知识及其相关的修理准则、损伤产生的原因及检测与评估方法、修理方案的制定与修理工艺等基本内容。其中，重点介绍了飞机结构修理的基本要求、制定修理方案的系列原则、典型修理形式、连接强度分析方法和常见的修理工艺等。

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目 录

目录
丛书序
前言
第1章绪论1
1.1飞机结构损伤类型概述1
1.1.1按损伤原因分类1
1.1.2按损伤程度分类5
1.2飞机结构修理概述.5
1.2.1结构修理的对象和目的5
1.2.2飞机结构的分类6
1.2.3定位编码与机体区域划分.7
1.2.4结构修理的基本要求、依据和程序10
1.2.5飞机结构修理对人员的基本要求11
习题13
第2章静强度设计与修理准则14
2.1飞行包线与结构设计14
2.1.1飞机的载荷概述.14
2.1.2影响结构强度的因素15
2.1.3典型的飞行包线图15
2.1.4飞行包线与结构设计的关系16
2.2静强度设计准则17
2.2.1限制载荷17
2.2.2安全系数与极限载荷17
2.3构件的静强度判据18
2.3.1合金材料的机械性能数据.18
2.3.2结构的静强度判据22
2.3.3结构连接的静强度判据24
2.4等强度修理准则30
2.4.1局部等强度修理准则30
2.4.2总体等强度修理准则30
习题31
第3章刚度设计与修理准则32
3.1刚度设计准则及修理准则.32
3.1.1刚度设计的基本准则32
3.1.2结构刚度设计与修理准则.33
3.2防机翼的弯扭颤振33
3.2.1机翼的弯扭颤振分析33
3.2.2防机翼弯扭颤振的刚度设计35
3.3防机翼弯曲–副翼颤振及刚度设计.36
3.3.1机翼弯曲–副翼颤振分析.36
3.3.2防机翼弯曲–副翼颤振的刚度设计.37
3.3.3尾翼的防颤振设计与修理准则37
3.3.4副翼和舵面的操纵反效问题37
3.4操纵面修理及平衡检查38
3.4.1操纵面修理应注意的问题.38
3.4.2支架平衡法和计算法38
习题40
第4章稳定性设计与修理准则41
4.1桁条构件局部失稳和薄板屈曲41
4.1.1桁条构件对载荷的响应特点和临界应力分析41
4.1.2桁条构件局部失稳应力分析42
4.1.3薄板屈曲的临界应力分析.43
4.2薄蒙皮–桁条壁板.45
4.2.1薄蒙皮45
4.2.2铆钉间蒙皮的屈曲47
4.3蒙皮–桁条壁板48
4.3.1蒙皮–桁条壁板的不稳定性类型48
4.3.2蒙皮–桁条壁板的初始屈曲50
4.3.3蒙皮–桁条壁板的弯曲不稳定性50
4.3.4NACA铆接与常规铆接比较.52
4.3.5翼肋或隔框间距的问题53
4.4防止结构局部失稳与修理准则53
习题55
第5章抗疲劳设计与修理准则56
5.1抗疲劳设计的基本准则56
5.1.1合理选材56
5.1.2适当控制应力水平56
5.1.3避免或减缓应力集中57
5.1.4刚度和变形协调问题58
5.1.5某些特殊部位的振动问题.59
5.1.6有效的高疲劳寿命结构形式59
5.2连接件的抗疲劳设计59
5.2.1铆接连接的抗疲劳措施60
5.2.2耳片、销钉和螺栓连接的抗疲劳措施61
5.2.3螺栓连接的抗疲劳措施61
5.3抗疲劳装配工艺措施67
5.3.1一般抗疲劳装配工艺措施.67
5.3.2特殊抗疲劳装配工艺措施.68
5.4表面强化工艺措施70
5.4.1表面喷丸强化工艺70
5.4.2表面淬火72
5.4.3表面化学热处理.72
5.4.4先进的激光冲击处理工艺.72
习题72
第6章损伤容限与耐久性设计74
6.1安全寿命设计与破损安全设计74
6.1.1安全寿命设计思想74
6.1.2破损安全设计思想75
6.2损伤容限设计思想75
6.2.1损伤容限设计的基本含义.75
6.2.2结构的设计分类.75
6.2.3结构类型选用原则77
6.2.4损伤容限设计的选材原则.78
6.2.5损伤容限设计的评估方法.79
6.3耐久性设计简介83
6.3.1耐久性设计的含义和基本要求83
6.3.2耐久性细节设计方法83
6.3.3耐久性设计的分析方法83
6.3.4耐久性试验83
6.3.5耐久性设计和损伤容限设计之间的联系与区别84
6.4累积损伤理论及其应用85
6.4.1线性累积损伤理论85
6.4.2相对线性累积损伤理论及其应用88
6.5裂纹亚临界扩展与寿命计算90
6.5.1裂纹亚临界扩展.90
6.5.2帕里斯公式与裂纹的寿命计算90
习题90
第7章防腐措施、密封设计与修理准则.92
7.1腐蚀类型及特征92
7.1.1腐蚀的分类92
7.1.2各种腐蚀的表现与特征92
7.2防腐措施——结构设计99
7.3防腐措施——施加表面保护层和防腐最低要求101
7.3.1施加表面保护层.101
7.3.2结构防腐的最低要求102
7.4结构的密封设计.103
7.4.1常见的密封剂与密封元件103
7.4.2密封形式104
7.4.3密封连接部位紧固件的排列105
7.5提高抗应力腐蚀和腐蚀疲劳的措施106
7.5.1提高抗应力腐蚀的措施.106
7.5.2提高抗腐蚀疲劳的措施.107
习题108
第8章金属结构的损伤、检测与评估109
8.1紧固件的损伤模式与检查109
8.1.1铆钉的受力状态.109
8.1.2铆钉的损伤模式.109
8.1.3被连接件的损伤模式110
8.1.4铆钉的疲劳损伤和应力腐蚀损伤.111
8.1.5目视检查111
8.1.6铆钉松动的特征与检查.112
8.1.7螺栓的损伤模式与检查.113
8.1.8接头的损伤模式与检查.113
8.2常规的无损检测方法简介114
8.2.1渗透检测法114
8.2.2涡流检测法115
8.2.3X射线检测法.116
8.2.4超声波检测法116
8.2.5磁粉检测的基本原理117
8.3裂纹损伤的无损检测118
8.3.1表面裂纹无损检测方法.118
8.3.2隐蔽面裂纹无损检测方法118
8.3.3紧固件孔裂纹检测方法.118
8.4飞机结构腐蚀损伤的检测119
8.4.1结构腐蚀损伤的等级119
8.4.2腐蚀损伤的目视检查120
8.4.3腐蚀损伤的其他几种无损检测方法121
8.5结构的应力腐蚀裂纹特征与鉴别.121
8.5.1结构的应力腐蚀裂纹特征121
8.5.2应力腐蚀裂纹与氢脆裂纹的鉴别.123
8.6结构密封失效及检查124
8.6.1密封失效及原因分析124
8.6.2结构油箱渗漏位置的检测125
8.6.3飞机机身增压区漏气位置的检测.126
8.7特殊检查126
8.7.1重着陆或粗暴着陆的检查126
8.7.2超出飞行包线飞行后的检查127
8.7.3外来物损伤的检查127
8.8飞机结构损伤的评估与基本程序.127
习题128
第9章金属结构修理方案的制定129
9.1飞机结构修理的基本要求129
9.1.1静强度要求129
9.1.2损伤容限要求130
9.1.3耐久性要求130
9.2飞机结构修理类型与检查130
9.2.1飞机结构修理类型130
9.2.2修理部位的检查.134
9.3制定加强修理方案的原则135
9.3.1气动力光滑性原则135
9.3.2避免硬点效应的端部斜坡原则136
9.3.3厚度加大、材料替换与限用原则.138
9.3.4修补形式选取原则140
9.3.5梁、肋或隔框修理的几个基本原则140
9.3.6其他几个基本原则140
9.4金属结构的典型修理形式141
9.4.1机翼长桁间蒙皮损伤的修理形式.141
9.4.2机翼长桁处蒙皮损伤的镶平修理形式141
9.4.3机翼前缘蒙皮的典型修理形式142
9.4.4机翼长桁的典型修理形式142
9.4.5典型的翼梁修理.143
9.4.6机身隔框的加强修理146
习题147
第10章金属结构的连接强度.148
10.1紧固件间距和边距148
10.1.1紧固件间距和边距的定义148
10.1.2紧固件间距要求149
10.1.3紧固件边距要求151
10.2结构连接强度计算152
10.2.1铆钉拉伸连接强度计算.152
10.2.2紧固件的许用载荷（破坏载荷）155
10.2.3偏心剪切、带板的连接强度计算158
10.2.4剪切带的强度计算158
10.2.5剪切角片的强度计算160
10.2.6偏心载荷作用下紧固件受力计算161
10.2.7拉伸连接角片与拉伸接头161
10.3结构修理连接强度164
10.3.1局部等强度修理准则的应用164
10.3.2连接件强度计算166
习题169
第11章金属结构的修理工艺措施170
11.1结构件的许可损伤及修理工艺170
11.1.1蒙皮的许可损伤及修理工艺170
11.1.2隔框、翼肋和翼梁的许可损伤及修整措施173
11.1.3接头耳片的许可损伤及修整措施174
11.2结构件的止裂工艺175
11.2.1在裂纹尖端打止裂孔175
11.2.2打磨裂纹法176
11.2.3切除裂纹法176
11.2.4其他止裂措施概述177
11.3原紧固件孔和切割等处理工艺178
11.3.1原紧固件孔的处理要求.178
11.3.2保险切割工艺.178
11.4装配应力与填隙片179
11.4.1装配应力179
11.4.2填隙片180
11.4.3结构件下陷183
11.5紧固件孔与紧固件的安装要求184
11.5.1实心铆钉的安装要求184
11.5.2拉铆钉安装要求184
11.5.3螺杆安装要求.184
11.5.4埋头紧固件安装要求185
11.5.5圆角导入螺杆安装要求.186
11.6紧固件替代186
11.6.1紧固件替代的基本原则.186
11.6.2铆钉替代187
11.6.3螺杆替代187
习题188
第12章复合材料结构设计与修理准则189
12.1复合材料力学基础189
12.1.1层合板分析——单向层合板189
12.1.2层合板分析——多向层合板（层压板）.194
12.2材料设计与铺层设计197
12.2.1材料设计197
12.2.2铺层设计199
12.3混杂纤维复合材料结构设计200
12.3.1混杂纤维复合材料的特性200
12.3.2混杂复合材料的铺层设计原则200
12.4复合材料的防腐设计与防雷击设计201
12.4.1复合材料的防腐设计与防雷击设计201
12.4.2防雷击抗静电设计203
12.5复合材料的修理准则与材料选用准则204
12.5.1复合材料结构修理准则.204
12.5.2按照飞机结构修理手册实施修理205
12.5.3材料选用准则.205
习题205
第13章复合材料结构的损伤、检测与评估207
13.1复合材料结构的常见损伤207
13.1.1按损伤程度分类207
13.1.2按损伤模式分类207
13.1.3疲劳损伤208
13.1.4撞击损伤212
13.1.5雷击损伤212
13.1.6夹芯结构的损伤类型213
13.1.7表面涂层的损伤215
13.2复合材料结构无损检测的常用方法215
13.2.1目视检测法215
13.2.2敲击法216
13.2.3X射线检测218
13.2.4涡流检测219
13.2.5激光全息检测.220
13.2.6红外热成像检查220
13.2.7超声波检测220
13.2.8雷达罩修理检测设备及其使用222
13.2.9几种常见检测方法的可检范围222
13.3复合材料结构损伤的评估223
习题224
第14章复合材料结构修理方法及工艺措施225
14.1复合材料结构修理流程与方法225
14.1.1复合材料修理的基本流程225
14.1.2铺层修理226
14.1.3注胶修理228
14.1.4填胶修理228
14.1.5胶接连接修理.229
14.1.6机械连接修理.230
14.2复合材料结构铺层修理工序232
14.2.1清除损伤结构区域中的水分232
14.2.2清除损伤233
14.2.3打磨、清洁损伤区域处.234
14.2.4调配树脂235
14.2.5制作湿铺层236
14.2.6手工铺层236
14.2.7封装237
14.2.8固化238
14.3复合材料结构原位修理环境要求.239
14.3.1洁净室工作区污染控制建议239
14.3.2洁净室工作区的推荐清洁程序240
14.3.3洁净室工作区人员的建议要求241
14.3.4温度和湿度241
14.3.5洁净室工作区内修理材料的储存和处理.241
习题242
第15章复合材料蜂窝结构的修理243
15.1蜂窝夹芯结构件修理准则及方法.243
15.1.1蜂窝夹芯结构件修理准则243
15.1.2蜂窝夹芯结构件的修理方法243
15.2复合材料蜂窝结构的修理244
15.2.1修理材料与主要设备简介244
15.2.2损伤的清除与打磨修整.249
15.2.3制作、清洁和安装蜂窝夹芯塞250
15.2.4铺层253
15.2.5封装与固化256
15.2.6表面修整、修理质量检查和表面涂层修理259
习题259
第16章复合材料蒙皮修理与防静电层修理260
16.1复合材料蒙皮的典型修理260
16.1.1蒙皮损伤的暂时性修理.260
16.1.2蒙皮损伤的永久性修理.262
16.2层合板或壁板边界损伤的修理265
16.2.1层合板或壁板边界轻度分层损伤的修理.265
16.2.2层合板或壁板边界紧固件孔边损伤修理.266
16.3复合材料表面防静电层的作用、设置及类型267
16.3.1复合材料表面防静电层的作用267
16.3.2复合材料表面防静电层的设置267
16.4复合材料表面防静电层的修理268
16.4.1火焰喷涂铝涂层的修理.268
16.4.2铝箔层的永久性修理269
16.4.3复合材料结构件表面铜网的修理271
习题273
第17章飞机结构的典型修理案例274
17.1翼梁腹板加强修理274
17.1.1修理方案的制定274
17.1.2等强度计算275
17.1.3修理施工说明.276
17.1.4冷加工要求278
17.2结构件的典型裂纹修理.279
17.2.1结构件裂纹修理案例一.279
17.2.2结构件裂纹修理案例二.280
17.3机身止裂带的修理281
17.3.1机身止裂带的作用281
17.3.2止裂带的修理.282
17.4结构空孔的修理283
17.4.1空孔对疲劳强度和耐久性的影响283
17.4.2空孔的修理284
17.5复合材料蜂窝夹芯地板的修理285
17.5.1散装式货舱地板半穿透损伤的级别与修理措施286
17.5.2三种永久修理方案286
17.6雷达罩的修理289
17.6.1检查和损伤评估290
17.6.2可允许损伤和临时性修理290
17.6.3采用预浸料的热压修理.291
17.6.4修理之后的各项测量292
习题294
参考文献295