中国延长飞机寿命研究曝光 含激光超声波技术

双向激光焊接波纹梁结构。

钛复合材料夹层干涉连接件。

干涉量与疲劳寿命的关系曲线。

      飞机结构长寿命连接技术应用研究进展

　　我国目前对现役和在研的飞机提出了延长其使用寿命的迫切需求。飞机结构的使用寿命不仅与细节设计、机体材料和飞行载荷相关联，更与其零件制造质量及其所采用的技术密不可分。这些技术包括连接技术、装配技术和强化技术等。

　　机体结构通过各种形式的连接而成为一传力承载的整体，而“力”在数以万计的分布于结构单元上的连接点（紧固件、钉孔、焊点、焊缝、胶接点等）间的传递过程中，持续对结构机体所进行的重复作用致使其产生疲劳损伤，继而影响飞机结构的使用寿命。同样，各连接点的制造与装配质量也通过对“力”的传递所产生的影响而影响结构的使用寿命，通过各种技术途径改善各连接点的技术状态（表面质量、配合性质、结构形式等）就能全面提高机体结构的使用寿命。据统计，75%～80%的疲劳损伤与破坏都发生在机体结构的连接部位，足见连接对飞机结构疲劳寿命的重要性。

　　连接结构寿命是机体结构寿命的主要决定因素之一，保证结构连接可靠，在飞机预定使用期内不发生功能下降或失效的故障，是长寿命连接技术应用研究的主要目的。国外现役的先进飞机机体普遍应用的这类技术有干涉连接技术、电磁铆接技术、多种强化技术、多种焊接技术。所有这些技术在结构不同部位的合理使用保证了其具有较长的使用寿命。

　　复合材料干涉连接技术

　　新一代飞机机体大比例应用复合材料结构已成必然趋势，对复合材料/金属混合夹层结构连接的研究与分析也成为结构设计中重要的关注热点。干涉连接技术采用衬套与螺栓组合对复合材料/金属混合夹层结构的连接钉孔进行微量挤压，改善钉孔表面状态,对提高金属钉孔的疲劳寿命或改善钉载分布效果明显。

　　干涉连接技术应用的难点在于对干涉量的选取，相关技术人员为节约研究成本，对干涉量这一复杂问题进行了简化，选取了有限的数据组合，开展了相应的试验研究工作，取得如下结果：

　　1）干涉连接可提高复合材料/金属混合夹层连接件的疲劳寿命，提高的幅度均在1倍以上。

　　2）干涉连接可使钉载分配较为均匀，随着钉与孔配合紧密程度的增加，首排钉载逐渐减小，第二排钉载逐渐增加，最大钉载由首排转移到第二排。

　　3）过大的干涉量会加剧钉载分布的不均匀性，钉载差异接近XX%，甚至高于间隙连接。

　　4）形成了复合材料干涉型紧固件无损安装初步工艺规程和检查评估办法。

　　5）能够对小规格（Ф4～Ф6）干涉衬套、螺栓进行自主小批量生产，衬套的合格率能够超过85%。

　　6）针对小规格（Ф4～Ф6）干涉连接国内技术成熟度已达到6级，可以在型号研制中尝试应用。