周欽瑤++汪鑫++肖遙++蘇展眉

摘 要：項目課題的主要任務(wù)是研制一種利用超聲波來檢測飛機(jī)輪轂的自動裝置。超聲檢測是一種在超聲波與被測零件相互作用后對反射回來的聲波進(jìn)行研究和分析來判斷零件的工作內(nèi)部和表面是否存在損傷的一種方法。超聲檢測法是目前飛機(jī)輪轂探傷的主要方法。目前國內(nèi)各大民航公司的輪轂檢測依然主要靠人工檢測，工作效率十分低下。為了提高工作效率，節(jié)省人力資源，自動檢測裝置的研制已經(jīng)刻不容緩。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)輪轂 超聲波檢測 自動裝置

中圖分類號：V26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0118-02

近年來，我國民用航空事業(yè)飛速發(fā)展，國內(nèi)各大航空公司逐步淘汰了老齡化飛機(jī)并大量引進(jìn)了新飛機(jī)，不但促進(jìn)了航空維修業(yè)的迅速發(fā)展[1]，而且讓國內(nèi)的飛機(jī)維護(hù)方式業(yè)發(fā)生了重大變化。最顯著的變化是以可靠性為中心的視情維護(hù)方式逐步取代了以前的蘇制飛機(jī)定期維護(hù)模式，而且無損檢測技術(shù)在其中發(fā)揮了重要作用?，F(xiàn)代無損檢測的方法很多，例如：射線法、聲波法、電磁法、化學(xué)分析法、機(jī)械、光學(xué)、熱學(xué)發(fā)等[2]。在民航維修領(lǐng)域，超聲檢測是最常用的無損檢測手段之一，例如：飛機(jī)輪轂、發(fā)動機(jī)葉片、起落架等重要部件的裂紋、腐蝕檢查[3]。然而維修檢測過程中需要對輪轂進(jìn)行拆卸，浪費大量人力，且效率低。因此，文章研究的主要內(nèi)容是研制一種飛機(jī)輪轂超聲檢測裝置。

1 超聲檢測

1.1 基本原理

在航空維修活動中，超聲檢測主要用來進(jìn)行對被測件（飛機(jī)零件等）的宏觀缺陷檢測和幾何特性測量，通常使用頻率為2.5～25 MHz的短脈沖以反射法來進(jìn)行對被測件的檢測。

當(dāng)被測件中的超聲波在傳播過程中遇到材料聲阻抗有變化的時候，部分聲波被反射回來，根據(jù)反射信號的幅度可對缺陷的大小進(jìn)行評估；根據(jù)入射波與反射波之間的時間差可確定缺陷的位置[4]。這就是超聲檢測的基本原理，如圖1所示。

1.2 適用性

（1）超聲檢測法適用范圍較為廣泛，適用于金屬、非金屬、復(fù)合材料等制造的多種航空器零部件。

（2）檢測厚度范圍寬（能檢測厚度達(dá)2 m的金屬件也能檢測0.2 mm的復(fù)合材料板），靈敏度高，可準(zhǔn)確檢測材料內(nèi)部很小的缺陷。

（3）設(shè)備輕便易攜帶，適合機(jī)上原位檢測且對人體及環(huán)境無害。

1.3 局限性

（1）零件表面的粗糙程度對檢測過程有較大的影響。

（2）有些零件的內(nèi)部組織會產(chǎn)生較高的噪聲，影響靈敏度。

（3）需要檢測者具有豐富經(jīng)驗[4]。

2 飛機(jī)輪轂裂紋產(chǎn)生原因

飛機(jī)輪轂弧面處存在著截面突變處，在外力的作用下，截面突變處應(yīng)力急劇增加，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中。這使得飛機(jī)輪轂的疲勞強(qiáng)度大大降低。大量的疲勞事故調(diào)查結(jié)果表明，應(yīng)力集中的部位最容易產(chǎn)生裂紋[5]。在飛機(jī)的起飛和著陸過程中，飛機(jī)輪轂會承受較大的沖擊力，尤其在滑行時，會因為顛簸而產(chǎn)生地面滑行載荷。由于起落架具有彈性，所以會對飛機(jī)輪轂施加重復(fù)載荷。這些載荷都會對飛機(jī)輪轂造成損傷，影響飛機(jī)輪轂的壽命、強(qiáng)度和剛度，進(jìn)而直接影響到飛機(jī)的起降安全。對于飛機(jī)輪轂的定期檢測是在維修工作中非常重要的環(huán)節(jié)（見圖2）。

3 飛機(jī)輪轂超聲檢測裝置設(shè)計

（1）設(shè)計背景：輪轂檢測是飛機(jī)日常維護(hù)的重要部分，也是確保飛機(jī)安全起飛降落的重要保證。但是目前國內(nèi)各大民航公司的輪轂檢測依然主要靠人工檢測，工作效率十分低下。為了提高工作效率，節(jié)省人力資源，自動檢測裝置的研制已經(jīng)刻不容緩。

（2）設(shè)計過程：團(tuán)隊在設(shè)計過程中，共提出兩種方案，按檢測方式的不同，分別為檢測臂轉(zhuǎn)動檢測和帶動輪轂轉(zhuǎn)動檢測，兩種方案對比結(jié)果如表1所示。

通過對兩種方案的比較分析，團(tuán)隊決定選用方案2為最終研制方案。

（3）裝置設(shè)計圖：飛機(jī)輪轂超聲檢測裝置設(shè)計見圖3。

4 結(jié)語

以上是研究小組對超聲檢測技術(shù)的基本概述、對飛機(jī)輪轂損傷原因的分析和總結(jié)以及對飛機(jī)輪轂超聲無損探傷自動檢測裝置的研制成果表述。相信此裝置的研制將會給飛機(jī)輪轂檢測工作帶來極大的革新，對于航空器的維修工作帶去很大的便捷，能夠很大程度上減少人力、物力損耗。相信隨著研究者們的不斷研究實踐和改進(jìn)，飛機(jī)輪轂的自動檢測裝置會更加的完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 民航無損檢測資格鑒定與認(rèn)證委員會.航空器無損檢測綜合知識[M].北京：中國民航出版社，2014.

[2] 孫金立.無損檢測及在航空維修中的應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2004.

[3] 謝小榮，楊小林.飛機(jī)損傷檢測[M].北京：航空工業(yè)出版社，2006.

[4] 民航無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證委員會.航空器超聲檢測[M].北京：中國民航出版社，2014.

[5] 陳江明，王進(jìn)明.飛機(jī)輪轂檢測經(jīng)驗探討[EB/OL].http：//www.doc88.com/p-33571638362.html.