航空材料须承受安全之重.ppt

1、航空材料须承受安全之重,2012年新年伊始，刚刚才消停一阵的空客A380再次成为人们茶余饭后的谈资。但这一次，将“空中巨无霸”推到风口浪尖的并不是中国第二架空客A380飞机的到来，而是一条不折不扣的负面消息。据国外媒体报道，从1月初开始，陆续有数架空客A380飞机在检查中发现机翼翼肋与蒙皮间的连接件存在细微裂缝，因此欧洲航空安全局（EASA）要求航空公司对起降次数在1800次以上的空客A380客机进行紧急检查。,钢筋铁骨的飞机为什么会出现裂缝,？,会对飞行安全造成影响吗,？,众所周知，空客A380飞机是目前世界上最大的飞机，相比之下，零件上的几丝裂纹从体积上来看确实显得十分渺小。但是，作为飞行

2、安全的基础，航空材料本身容不得哪怕一丝裂纹，不仅在空客A380飞机身上如此，从古至今的所有飞机均是如此。,所以,航空材料须承受安全之重,“一代材料，一代飞机”,在1903年首架飞机问世之后的10余年间，受科技发展水平的限制，当时的飞机设计准则主要是按静强度设计，即飞机材料只要能够承载飞行中的静载荷便可。在这段时间内，飞机材料主要为木材和帆布，除了个别连接件和发动机外，几乎没有什么金属材料，这一点从莱特兄弟的“飞行者1号”身上可以清晰看出。,飞行者1号,1920年1949年，为了提高飞行安全水平，在飞机设计中开始逐渐融入安全寿命设计准则，飞机也过渡到以铝合金和钢材为主的全金属飞机。自上世纪50年

3、代开始，飞机飞行速度越来越快。为了保证安全，飞机设计准则从安全寿命准则转向破损安全准则，一些飞机开始采用高强度、高韧性材料，比如钛合金。另外，在这一时期，金属疲劳问题逐步涌现并且越来越被航空业所关注，普通的铝合金瞬间由航空材料“老大”变为一些空难的“罪魁祸首”，升级后的具有抗疲劳性能的铝合金材料随之大受青睐，并且沿用至今。,“一代材料，一代飞机”,“一代材料，一代飞机”,20世纪末期，复合材料凭借重量较轻、抗疲劳性好等诸多优点登上历史舞台，在军用领域得到广泛应用。进入21世纪，复合材料也开始逐步被应用到民用领域并且得到迅速发展。在目前的一些先进民用飞机上，复合材料的结构重量百分比甚至超过了50

4、%。有业内人士认为，航空复合材料的时代已经到来。,历史表明，航空材料的选择不仅会直接影响到飞机的性能，还会对飞机的可靠性、耐用程度和寿命等关乎飞行安全的因素起到决定性作用。从这个意义上讲，“一代材料，一代飞机”的说法并不为过。,正是对安全的考虑，材料总是在更换,不得不防的金属疲劳,2011年4月2日，一架美国西南航空公司波音737-300客机在飞行途中上演惊魂一幕：机舱顶部突然破了一个2平方米的大洞，但飞机随后成功迫降，并无人员伤亡。事后的分析报告指出，这一切都是金属疲劳惹的祸。,“所谓金属疲劳，就是金属材料在经过长期的使用之后，由于重复多次地向其施加载荷，金属内部就会产生细小的裂纹。如果继续施加载荷，裂纹就会继续扩展，在加到一定程度的时候，材料就会被彻底破坏。” 材料力学专家孟庆春教授,金属材料的裂纹不仅不易被发现，而且在人们通常认为受力不大、不应该有问题的情况下，出现疲劳的金属材料也可能发生破坏。从字面上讲，就好像司机疲劳驾驶，由于他的反应速度变慢了，一些不起眼的因素也可能酿成交通事故。金属疲劳也是一样的，裂纹起初是一点点扩大，到一定程度之后就会造成承载面积的减小，即使在较小力的作用下，也可能被破坏。”,不得不防的金属疲劳,不过，似乎“隐形”的金属疲劳也不是不可破解的。虽然有的裂纹由于在内部，用肉眼很难看到，但现在拥有的无损