航空航天紧固件综述(合)改幻灯片.ppt

航空航天紧固技术 高岩 孙新 2015.8.28 目录 1.背景介绍 2.紧固件特点 3.事故分析 4.研究方向 5.测试实验 航空航天行业历年来取得了举世瞩目的成就， 长征系列运载火箭连续发射成功，各类卫星和导弹武器装备顺利完成研制和交付，特别是多次载人航天飞行的圆满成功，标志着航空航天产品的质量与可靠性达到了一个新水平。 产品的高可靠，来自于研制生产过程的严格质量控制，同时，也需要高可靠的基础产品作支撑。而紧固件是航空航天产品中应用最广泛、使用量最大的基础产品。 背景介绍 钛及钛合金 比强度高：250N·m/kg， TC4为例，下同 耐腐蚀：有涂层条件下与其他合金接触35℃、3.5%盐溶 液5个月最高可无强度损失 耐高温：可在400℃以下长期工作 无磁性 紧固件特点 比强度：强度/密度 常用钛及钛合金材料牌号 牌号 类型 主要用途 说明 TA1、TA2 纯钛 铆钉、垫圈 已逐渐被钛铌铆钉取代 TA15 α 花螺母、堵头、螺塞 多用于焊接承力结构件 TC4 α+β 螺栓、高锁螺栓 使用最多的钛合金紧固件材料 TC6 α+β 螺栓、螺母 使用较少，用于需要减重、耐热的场合 TC16 α+β 螺栓、螺钉、自锁螺母、环槽铆钉 用量少于TC4，使用温度应小于300℃ TB2 β 铆钉 用于有强度要求且温度小于200℃的场合 TB3 β 螺栓、螺钉、螺母 要求抗氧化、耐腐蚀、减重的场合 紧固件特点 事故分析 事件 原因 日本航空123号班机空难事件 飞机机尾维修没有按照规定安装足够数量的紧固铆钉 全日空波音787故障 端子的螺母没有固定好，导致该端子周边发热 中华航空120号班机空难 前襟翼摆动的金属螺栓脱落 美国航空191号班机空难 螺丝金属疲劳，最后引起引擎与机翼间挂架断落 紧固件事故 研究方向 结构 紧固件结构 研究方向 结构（防松脱） 航空天 研究方向 结构（防松脱） 1.摩擦防松 ①弹簧垫圈防松 弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫圈被压平，其反弹力能使螺纹间保持压紧力和摩擦力，从而实现防松。 ②对顶螺母防松 利用螺母对顶作用使螺栓式中受到附加的拉力和附加的摩擦力。由于多用一个螺母，并且工作不十分可靠，目前已经和少使用了。 弹簧垫圈 对顶螺母 研究方向 结构（防松脱） 航空天 2.机械防松 ①槽形螺母和开口销防松 槽形螺母拧紧后，用开口销穿过螺栓尾部小孔和螺母的槽，也可以用普通螺母拧紧后进行配钻销孔。 ②止动垫片 螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯贴紧，实现防松。如果两个螺栓需要双联锁紧时，可采用双联止动垫片。 槽形螺母和开口销防松 止动垫片 研究方向 结构（防松脱） 航空天 4.新型防松螺母 ①Hard Lock螺母（“永不松动螺母”） 结构原理 Hard Lock螺母的构思十分简单，就是在螺母与螺丝之间揳入楔子以发挥防止松动的作用。 研究方向 结构（防松脱） 航空天 4.新型防松螺母 ①Hard Lock螺母（“永不松动螺母”） 受力分析： P3：垂直紧固力（上螺母向上拉 螺栓，下螺母向下拉螺栓） P1、P2：水平紧固力 基本上，凸螺母紧固，拧紧你自己指定的值，然后拧紧凹螺母（锁紧螺母）扭矩的推荐量。在要使用这两个凹凸螺母扭矩相同值的情况下，请与T HARDLOCK产业直接咨询。 研究方向 结构（防松脱） 航空天 4.新型防松螺母 ①Hard Lock螺母（“永不松动螺母”） 检测实验 实验对象： M10-A2-70螺栓 试验方法：紧固件横向振动试验方法（GB/T10431- 2008） 实验设备：横向振动试验机 检测项目：安装扭矩、振动次数、预紧轴力、试验时 间的变化曲线 试验条件：1）试验频率：12.5HZ 2）空载振幅：±1.0mm 3）润滑条件：油脂 4）振动次数：1500次 研究方向 结构（防松脱） 航空天 4.新型防松螺母 ①Hard Lock螺母（“永不松动螺母”） 检测实验 试验结果： 注：1.初始轴力栏，第一列为下螺母安装时轴力，第二列为上螺母安装后轴力。 2.安装扭矩栏，第一列为下螺母安装时扭矩，第二列为上螺母安装是扭矩。 研究方向 结构（防松脱） 航空天 4.新型防松螺母 ①Hard Lock螺母（“永不松动螺母”） 检测实验 试验对比： Hard lock在1020秒时仍然无异常，而其他防松脱螺栓结构在短时间内就出现松脱。 1HZ=60cpm 研究方向 结构（