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    飛機(jī)的有機(jī)玻璃材質(zhì)部件斷裂的因素和處理辦法

     裂紋產(chǎn)生的原因及其影響座艙蓋有機(jī)玻璃在使用過程中產(chǎn)生裂紋的原因主要由于玻璃表面有應(yīng)力集中導(dǎo)致疲勞裂紋,而其應(yīng)力產(chǎn)生主要有以下幾個原因:座艙內(nèi)外靜壓差和局部空氣動力壓差所引起的應(yīng)力因飛機(jī)在高空飛行中需在座艙內(nèi)增壓,在內(nèi)外壓力作用下,整個座艙蓋都參加受力,其中玻璃直接承受大部分的載荷,它的受力情況如所示。
    在內(nèi)外壓力差作用時,玻璃表面產(chǎn)生橫向彎曲,其中半徑方向有均勻增大的趨勢,但其兩側(cè)下緣是通過粘接的滌綸帶與金屬骨架相連,由于金屬骨架剛度較大,限制了玻璃半徑的增大。因此,玻璃兩側(cè)下緣就會受到向內(nèi)的作用力P側(cè)向,在P側(cè)向的作用下,有機(jī)玻璃產(chǎn)生橫向彎曲,各縱截面要承受彎矩而產(chǎn)生正應(yīng)力。由于玻璃后弧上開有花槽使其強(qiáng)度減小,且整個座艙蓋在使用過程中經(jīng)常需要反復(fù)增壓與卸壓,所以在沿后弧花槽內(nèi)、外表面很容易產(chǎn)生縱向的疲勞裂紋。
    裝配應(yīng)力與殘余應(yīng)力有機(jī)玻璃在加工后弧花槽過程中由于刀具或加工方法等條件的限制,加工區(qū)表面容易產(chǎn)生過熱而形成熱影響區(qū),在其后工序中如沒有切除就會造成殘余應(yīng)力,或由于玻璃與骨架貼合不好。螺檢孔不正,強(qiáng)行裝配等原因造成裝配應(yīng)力,通過裝配后的回火處理而未能將這些應(yīng)力消除時,都可能使花槽產(chǎn)生裂紋。
    通過以上分析可以看出,座艙蓋玻璃1在使用過程中可能承受上述幾種應(yīng)力,前兩種應(yīng)力是艙蓋玻璃在使用時產(chǎn)生的,但后一種應(yīng)力又往往是造成玻璃裂紋的直接原因。一旦玻璃表面產(chǎn)生裂紋后,其抗拉強(qiáng)度與沖擊韌性會明顯下降,如未能及時發(fā)現(xiàn),當(dāng)裂紋發(fā)展到一定的程度時,艙蓋玻璃有內(nèi)外壓差及空氣動力的作用下,極有可能發(fā)生座艙蓋空中爆破的飛行事故。因此,艙蓋玻璃后弧花槽裂紋的現(xiàn)象不容忽視,必須制定修理方法加以徹底解決。
    由于有機(jī)玻璃的導(dǎo)熱性較差,在加工過程中很難控制后弧花槽熱影響區(qū)的產(chǎn)生,為了能夠徹底的解決這一問題,最根本的方法是取消后弧花槽,采用如所示的平直端面,并將原有1.545倒角改為R2.0mm的圓弧后弧平直端面示意圖倒角,從而解決裂紋產(chǎn)生的根源。改裝后的主要技術(shù)參數(shù)與裝配方法某型飛機(jī)座艙蓋玻璃后弧在改裝前的結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)如所示。
    某型座艙蓋玻璃后弧花槽改裝前裝配示意圖改裝后主要技術(shù)參數(shù)及裝配方法如所示,其中最重要的熱間隙數(shù)據(jù)的確定是保證改裝后艙蓋玻璃使用安全的關(guān)鍵部位。因此,為了保證玻璃端面與骨架的搭接量,可取消橡膠襯套,其作用可以由填充XM-48膩子來代替,但是必須保留起支撐蒙皮作用的間隔襯套,通過計算分析后定出熱間隙為6+2-0.5.在玻璃下料和裝配過程中應(yīng)重點控制玻璃后弧與螺栓間隔襯套的熱間隙,其他零件的裝配及其檢驗方法仍按原有工藝規(guī)程的要求執(zhí)行。
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