航空材料质量管理中的若干问题探讨

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:张勇杰
[导读] 摘要:复合材料在飞机产品中的应用越来越多,从较小的轴承部件演变为机翼结构和基层承载能力,大型商用飞机的质量可达50%以上,军用飞机先进复合材料的质量可达15%至50%。
        深圳航空有限责任公司  广东省深圳市  518128
        摘要:复合材料在飞机产品中的应用越来越多,从较小的轴承部件演变为机翼结构和基层承载能力,大型商用飞机的质量可达50%以上,军用飞机先进复合材料的质量可达15%至50%。因此,复合材料是现代飞机的基本材料,受制造过程的质量控制,因为飞机上的成分可靠性影响到飞机的安全。通过提高各复合材料生产企业对空气零件的质量管理,提高了生产过程的质量控制。相互审计(也称为客户审计)是指对组织的客户审计。与第三方审核不同(即质量体系认证考试)双方审计师代表客户利益,以审核流程为中心,认真深入地进行。更加专业化的专门知识,以便更好地发现制造过程中的质量管理问题。因此,供应商越来越多地接受审核,以帮助企业发现质量管理中的薄弱环节,通过纠正措施进行纠正,并改善企业的质量管理。本文给出了美国空军在代表空间和主要设备中对航空运输工具进行双面检查的实例,通过双面检查过程,结合质量管理体系的典型问题,在实践中分析了两次检查对提高企业级飞机质量管理的益处。
        关键词:航空材料;技术质量管理;军工;问题
        引言
        目前,飞机上典型管件材料主要是采用金属材料,包括铝合金、不锈钢和钛合金等,传统的金属材料导管成形制造涉及的成形工序多、生产周期长,并且成形过程复杂,加之管件原材料质量不稳定等因素,极易引起成品管材组织及性能的波动,从而导致管材的尺寸精度和服役性能不稳定。此外近年来国产大飞机及军用战机的高速发展对飞机的轻量化、高功效以及高可靠性提出了更高的要求,飞机管路系统也正在朝着整体型多弯结构以及紧凑型复杂结构发展,因此采用复合材料管路整体制造替代金属管材具有广阔的发展前景。
        1国内碳纤维增强树脂基复合材料发展需求
        国内碳纤维树脂基复合材料已经初具规模,2019年国内碳纤维复合材料生产量达到58000吨,体育休闲领域碳纤维复合材料生产量达到21000吨左右,建筑、压力容器、汽车、电子电气等领域碳纤维复合材料生产量达到10000吨以上,未来这些领域碳纤维复合材料的用量将保持3%~10%的速度继续增长。航空航天领域是碳纤维增强树脂基复合材料高端应用的重要领域。我国正在研制的CR929宽体客机不但尾翼级次承载结构应用碳纤维增强树脂基复合材料,机翼和机身都将采用复合材料,用量超过50%。商用航空发动机的风扇叶片、包容机匣、发动机短舱都需要采用高韧性碳纤维增强树脂基复合材料制造,以提高发动机的推重比。新一代重型运载火箭、可重复使用运载器和新一代卫星导航系统等研制急需T800级和T1000级碳纤维增强树脂基复合材料及高强高模M55J级碳纤维增强树脂基复合材料。航空航天领域碳纤维增强树脂基复合材料的应用规模将有明显的增长。
        2航空材料质量管理若干问题分析
        2.1损伤形式和扩展规律难预测
        复合材料连接结构在服役过程中会长期处于变温、变湿、盐碱、电磁等各类服役环境中,承受交变载荷、突变载荷、振动等各类载荷。各类服役应力场形成的多场耦合状态会导致连接结构产生多种形式的损伤并加速材料的损伤扩展,进而导致干涉连接结构的损伤萌生与扩展规律难以准确预测。
        2.2工艺生产流程文件中的文文不一致
        文文不一致是指产品制造过程中工艺技术文件(工艺规程、检验规程、制造大纲、装配大纲工艺流程卡等)之间对同一工艺过程的规定不能协调一致,出现明显差异或冲突,导致按照文件操作无法正常进行的现象。文文不一致是历次审核中出现次数最多的问题。例如审核发现:某型复合材料制件工艺规程55工序规定,表面粗糙度Ra≤3.2,但对应的检验规程中,无55工序的检验内容和方法规定,60工序“检验”也未规定此项检验内容和要求。可以看出该审核发现的问题是由于工艺规程与检验规程之间不能一一对应,出现不协调。


        2.3力学性能退化机制不明
        操作环境中复合材料的湿度可能会改变材料的物理/化学特性,环境载荷会影响复合材料的温度和运动性能,力载荷会在连接控制中产生轻微摩擦和挤压。连接结构改变了多个耦合时穿孔应力场的分布,例如b .在复杂的湿热力作用下,会造成新的损伤并加速损伤的扩大,从而影响连接动力学,严重危害航空设备的可靠性和安全性。因此,叠加过程中叠加的大小不仅决定了孔周长的应力,而且还决定了连接孔壁的损伤和寿命。为了保证空气联接件的连接接头性能,空气联接件的设计必须准确贯穿。
        3航空材料质量管理
        3.1国内碳纤维树脂基复合材料发展战略重点
        形成碳纤维龙头生产企业,具有规模生产系列高性能碳纤维和低成本碳纤维的能力。高性能碳纤维性能达到或超过TORAYCAMX系列,实现从跟踪到领先的跨越;低成本碳纤维性能达到国际标准,价格具有国际竞争力。分别建立高性能碳纤维和低成本碳纤维千吨级和万吨级生产线,成为国际碳纤维最主要供应商之一。建立碳纤维复合材料联合研发中心,发展碳纤维复合材料新型成型技术和工艺装备,高性能结构复合材料和结构功能一体化复合材料,引领未来复合材料技术的发展。建立碳纤维复合材料应用产业联盟,实现航空航天复合材料、风电复合材料、车辆和轨道交通复合材料、海洋工程复合材料的研发和规模生产,形成航空航天复合材料市场规模3000吨/年,风电和轨道交通等复合材料市场规模30000吨/年,成为全球复合材料最主要生产基地。
        3.2建立产品文件树
        模型数量复杂,过程复杂,过程文件数量增加,文件管理难以控制。在生产部门,z。b .图面超过30张的飞机,共载有21项作业指令、21项检验指令、149个制造工件,其中一个最多相当于65个制造工件。此1: n文件在流程文件发生更改时很难及时传输到所有相关文件,这可能导致文件中的遗漏和不一致。策略:设置一个技术产品文档结构树,按文档类型列出产品的所有技术文档,包括文档名称、编号、版本、实施日期和标准更改、规格、技术标准等。为每个专业团队创建一个技术产品文档结构,以便为整个企业创建结构化的产品文档结构。通过将单个文档集成到产品管理系统中,用户可以准确地查找与产品相关联的文档。可以完全强制执行对文件的更改。
        3.3低成本技术
        其次,通用航空产业不是一蹴而就的,需要长期稳定的资金投入与宣传,应当鼓励社会资本参与通用航空保障体系建设,吸收国外先进技术及管理经验,不断优化管理结构。从镇江可以看到,通用航空产业需要统筹布局,镇江并没有一味在通用航空项目上求大求多,新项目建设必须处理好群众需求、发展水平和综合交通的关系,对于占用运输机场的问题可以进行整体协调,在机场开展延伸业务完成各种运输方式的衔接和融合。各地区可以尝试先在产业链一角发展,形成规模效应后,与其他地区一道逐步形成完整稳定的航空产业链,避免重复建设和盲目竞争。同时,依托航空产业高附加值的特点,带动航空相关产业发展,构建政府、企业、学校、科研院所之间的合作机制,进行知识共享,做到资源互补与合理配置,形成产业间的循环交织。
        结束语
        通用航空产业已开始发展,各区域发展应当因地制宜,利用好当地优势,根据不同发展模式的特点进行有机结合,共同实现通用航空产业高质量发展。
        参考文献:
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        [5]刘兆伟,朱莹莹,谭琳,王义斌,孙巍,李鹏伟.2024铝合金航空薄壁型材热处理工艺研究[J].有色金属加工,2018,47(06):46-48.
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