康建中、王轩、朱晓龙
石家庄海山实业发展总公司
摘要：飞机结构构件裂纹常发，造成裂纹的原因很多，如：应力集中造成、腐蚀造成、疲劳造成、设计强度不足造成等。本文针对一起由于未消除装配间隙，致使带应力装配后造成后期结构件发生裂纹的故障进行分析，希望大家在结构修理过程中重点关注装配间隙的消除，吸取教训。
关键词：装配间隙；应力集中；疲劳裂纹
一、引言
在飞机结构修理时，经常遇到因为装配间隙造成结构件裂纹的故障。
二、故障现象
在实物质量检查时发现：飞机42框框前-0442-1上半框与-0442-2框横梁连接处的-0442-17左右接头均裂。故障图片见图1。
图1 接头-0442-17裂纹故障
三、故障定位
飞机42框框前接头-0442-17裂纹故障原因为：螺栓-0442-6与-0442-17接头之间有装配间隙，带应力装配后，-0442-6螺栓根部R处对-0442-17接头连接孔边形成挤压力，长期使用造成疲劳断裂。
四、原理分析
（一）-0442-17接头结构连接形式及承受载荷原理
-0442-17接头的三个端面分别与42框0442-1上半框、-0442-2框横梁、上大梁及机身外蒙皮相连接。与42框-0442-1上半框、-0442-2框横梁以螺接的形式相连接，与上大梁及机身外蒙皮以铆接的形式相连接。机身42框为飞机机身主承力框，与机翼主梁相连接，承受来至机翼及机身的主要载荷，飞行中承受较大拉应力。安装位置见示意图2。
图2 接头-0442-17裂纹故障示意图
五、原因分析
1、0442-17接头材料为LC4CS(模锻)，材料抗拉强度σb≥490MPa，表面阳极化并涂1号航空底漆。LC4是高强度合金，在退火和新淬火状态下的塑性与同状态下的LY12合金相似，在飞机结构中以淬火人工时效状态使用。LC4强度高而塑性低，具有应力集中倾向，缺口敏感性较大，在受载荷状态下易发生疲劳裂纹。
2、机身42框为飞机机身主承力框，与机翼主梁相连接，承受来至机翼及机身的主要载荷，飞行中承受较大拉应力。0442-17接头主要起到将承受的载荷进行分散传递作用。
3、图纸要求：螺栓0442-6装配时允许在螺栓根部处零件0442-17上制1.5×45°倒角。故障件接头与螺栓根部连接孔未制倒角，实际验装发现螺栓0442-6与0442-17接头之间有装配间隙，原因为0442-6螺栓根部R处与零件0442-17不贴合造成。在0442-17接头螺栓0442-6连接孔制1.5×45°倒角后装配间隙消除。带应力装配后，0442-6螺栓根部R处对0442-17接头连接孔边形成挤压力，长期使用造成疲劳断裂。
六、经验及教训
1. 飞机制造装配时，未按图纸要求：在螺栓根部处零件0442-17上制1.5×45°倒角，致使带应力装配后造成后期结构件发生裂纹故障。发现故障此故障后，对现场8架在修飞机进行普查，又发现有3架飞机发生裂纹，且此3架飞机均为二次大修飞机。由此可见装配间隙在结构修理中的危害性。故在结构修理过程中一定要注意消除装配间隙，避免带应力装配。
2、在故障原因分析时，要注意细节，注意观察，不放过任何遗漏，避免分析错误，造成判断失误。
康建中，工程师，主要从事飞机机体结构修理工作。