一種在外場判斷柔性梁分層的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于航空產(chǎn)品檢驗技術，涉及一種在外場判斷柔性梁分層的方法，能夠快速有效的在外場檢查尾槳葉柔性梁內(nèi)部分層缺陷，包括：觀察檢查尾槳葉柔性梁G區(qū)域,可見柔性梁表面大面積凸出、隆起現(xiàn)象，呈“︵”形態(tài)，邊界線明顯，該隆起區(qū)域較其它區(qū)域表面呈淺色白色，則此處發(fā)生凸起或內(nèi)部分層缺陷；經(jīng)亮度100?200的強光手電筒透光檢查隆起區(qū)域，如果該區(qū)域較其它區(qū)域柔性梁內(nèi)部呈淺黑色陰影輪廓，該陰影區(qū)域即為分層缺陷區(qū)域，否則為凸起缺陷區(qū)域。
【專利說明】
一種在外場判斷柔性梁分層的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于航空產(chǎn)品檢驗技術，涉及一種在外場判斷柔性梁分層的方法。
【背景技術】
[0002] 尾槳葉是由柔性梁、袖套和翼型段三部分組成。尾槳的核心部件是柔性梁，它將兩 片尾槳葉反向連接在一起，固定到槳轂上，并通過它形成尾槳葉翼型段的大梁。袖套上有一 個法蘭盤模壓在一起。
[0003] 尾槳葉柔性梁目前檢查方法是:尺寸檢查柔性梁厚度、長度等特性；目視檢查柔性 梁表面缺陷;X光檢查柔性梁內(nèi)部，但X光檢查無法發(fā)現(xiàn)柔性梁內(nèi)部分層缺陷。
[0004] 在尾槳葉成型后，連續(xù)發(fā)現(xiàn)柔性梁帶束隔離塊泡沫填充區(qū)表面凸出柔性梁型面， 形成柔性梁表面凸起及內(nèi)部分層缺陷，缺陷位于柔性梁G區(qū)（見圖1位置1、2)?，F(xiàn)急需一種在 外場能快速分辨凸起和內(nèi)部分層缺陷的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的：提出一種在外場判斷柔性梁分層的方法，能夠快速有效的在外場 檢查尾槳葉柔性梁內(nèi)部分層缺陷。
[0006] 本發(fā)明的技術方案:一種在外場判斷柔性梁分層的方法，包括：
[0007] 觀察檢查尾槳葉柔性梁G區(qū)域，可見柔性梁表面大面積凸出、隆起現(xiàn)象，呈形 態(tài)，邊界線明顯，該隆起區(qū)域較其它區(qū)域表面呈淺色白色，則此處發(fā)生凸起或內(nèi)部分層缺 陷；
[0008] 經(jīng)亮度100-200的強光手電筒透光檢查隆起區(qū)域，如果該區(qū)域較其它區(qū)域柔性梁 內(nèi)部呈淺黑色陰影輪廓，該陰影區(qū)域即為分層缺陷區(qū)域，否則為凸起缺陷區(qū)域。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點
[0010] 1、通過該方法可以簡捷、直觀、快速、準確的鑒別出尾槳葉柔性梁G區(qū)分層。
[0011] 2、通過該方法使用，能夠保證直升機飛行安全。
【附圖說明】：
[0012] 圖1為柔性梁G區(qū)域位置1示意圖。
[0013]圖2為三角形聚氨酯泡沫填充區(qū)鋪層的截面示意圖。
【具體實施方式】：
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0015] 1.1柔性梁分層原理分析
[0016] 1.1.1柔性梁情況
[0017] 柔性梁所用材料為玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復合材料，玻璃布及單向帶均為預浸料，膠 膜厚度0.2mm(單層膠膜厚度為0.1mm)。整個柔性梁鋪層方式在厚度方向上下對稱結(jié)構(gòu)，中 部厚度最厚，向兩側(cè)逐漸減薄，兩端距中心170mm-200mm的位置均存在三角形的聚氨酯泡沫 填充區(qū)(密度為65kg/m3)，上下疊放四塊，其中上下兩層泡沫與其相鄰一層泡沫之間鋪膠膜 和玻璃布，中間兩層泡沫之間沒有鋪層，該區(qū)域鋪層結(jié)構(gòu)見示意圖2。
[0018] 柔性梁正常固化工藝為:90°C±5(預固化2h，在105min左右開始加壓) - 125°C±5 (固化2h)-60°C(冷卻速度0.5°C/min)，柔性梁隨尾槳葉進行了第二次固化，固化流程與第 一次固化相同。部分產(chǎn)品在二次固化后兩端泡沫填充區(qū)邊緣附近存在明顯分層，部分產(chǎn)品 泡沫填充區(qū)邊緣分層不明顯但填充區(qū)表面存在鼓起現(xiàn)象。
[0019] 1.1.2宏觀檢查
[0020]剖切帶有凸起缺陷的柔性梁位置1、2處(分別編號位置1為104#、位置2為143#)進 行宏觀檢查
[0021] 104#柔性梁的宏觀形貌，柔性梁的兩端三角形泡沫填充區(qū)的邊緣均存在分層現(xiàn) 象;兩端分層區(qū)域表面光滑，未見明顯的氣孔、機械損傷等痕跡。
[0022] 143#柔性梁的宏觀形貌，兩端三角形填充區(qū)邊緣均存在明顯的分層現(xiàn)象，其中一 端分層已被打開。
[0023] 1.1.3金相分析
[0024] 104#左端三角形填充區(qū)、143#-端三角形填充區(qū)基本對應的位置剖面制備一個金 相試樣進行觀察，結(jié)果如下：
[0025] >104#和143#分層均發(fā)生在表面第一層泡沫下方玻璃布與內(nèi)層膠膜的界面附近， 泡沫內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，形成個別大孔隙，分層起源于泡沫內(nèi)部大孔隙邊緣。>1〇4#、143#產(chǎn)品 的泡沫截面形態(tài)發(fā)生嚴重的擠壓變形，寬度變窄、截面面積較小，泡沫部分發(fā)生破損，104# 觀測到最窄位置約0.5mm、143#觀測到最窄位置約0.4mm。
[0026] 1.1.4分析結(jié)論
[0027] 結(jié)合分層面形貌特征及填充區(qū)聚氨酯泡沫剖面面積分析，柔性梁的內(nèi)應力主要來 自兩個方面：
[0028] 1)聚氨酯泡沫為閉孔材料，內(nèi)部封存一定量的氣體，第一次固化時如果聚氨酯泡 沫變形嚴重、內(nèi)部結(jié)構(gòu)破損、個別區(qū)域形成大孔隙，在第二次固化時隨著溫度的升高，泡沫 內(nèi)部氣體發(fā)生膨脹，導致該區(qū)域內(nèi)應力增大。
[0029] 2)由于不同鋪層之間的熱漲系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應力。從柔性梁裂紋位置及擴展 方向判斷，內(nèi)應力主要應來源于泡沫內(nèi)部氣體的膨脹。
[0030] 綜合分析認為:柔性梁在第一次固化后三角形聚氨酯泡沫填充區(qū)邊緣及附近區(qū)域 的層間已形成了有效結(jié)合，第二次固化過程中聚氨酯泡沫填充區(qū)邊緣受內(nèi)應力作用而發(fā)生 了撕裂分層;聚氨酯泡沫填充區(qū)剖面形態(tài)分析認為，內(nèi)應力主要是由于擠壓破損的聚氨酯 泡沫內(nèi)部氣體受高溫作用而發(fā)生膨脹所致。
[0031] 1.2尾槳葉柔性梁分層檢查方法驗證
[0032] 通過上述分析，柔性梁分層是因聚氨酯泡沫填充區(qū)邊緣受內(nèi)應力作用而發(fā)生了撕 裂分層，但不是所有的柔性梁受內(nèi)應力發(fā)生撕裂分層，如何準確判定分層，做了如下驗證：
[0033] >挑選帶有G區(qū)凸起柔性梁，在G區(qū)凸起處剖切；
[0034] >目視觀察剖切件，G區(qū)凸區(qū)域表面隆起，邊界線明顯，隆起表面與非隆起表面比 較呈淺白色；
[0035] >經(jīng)透光檢查隆起區(qū)域，較其它區(qū)域柔性梁內(nèi)部呈明顯淺黑色陰影，該陰影區(qū)域 即為分層區(qū)域。；
[0036] >剖切面觀察，可見內(nèi)部膠膜處膠接開膠、分層。
[0037] 通過上訴分析比較目視檢查隆起表面泛白色區(qū)域，透光檢查隆起表面泛白色區(qū) 域，表現(xiàn)為陰影的，可以判定凸起區(qū)域分層。
[0038] 1.3外場尾槳葉柔性梁分層檢查
[0039] 1.3.1外場尾槳葉柔性梁分層檢查前準備
[0040] >檢查用水桶乘裝中性清洗劑水溶液(強生沐浴液）；用海綿蘸中性清洗劑擦洗尾 槳葉；用中性清洗劑清洗完后，立即用清水沖洗掉槳葉上殘留的中性清洗劑;用吸水性較好 的干抹布擦拭尾槳葉。
[0041 ] >拆卸支撐軸承
[0042] 拆卸并報廢開口銷;拆卸螺母和墊圈;拆卸螺栓、配重塊、墊圈和搭鐵線；
[0043] 注：1)在拆下支撐軸承之前，記錄配重的螺栓、墊圈與配重片的位置；
[0044] 2)在拆下支撐軸承后，用棉布將柔性梁保護起來以免柔性梁和法蘭盤直接接觸會 損傷柔性梁，此建議同樣適合搬運和挪動沒有安裝支撐軸承的尾槳葉。>用海綿蘸中性清 洗劑擦洗尾槳葉柔性梁，用中性清洗劑清洗完后，立即用清水沖洗掉槳葉上殘留的中性清 洗劑;用吸水性較好的干抹布擦拭尾槳葉柔性梁。
[0045] 1.3.2外場尾槳葉柔性梁分層檢查
[0046] >目視觀察尾槳葉柔性梁G區(qū)凸起的缺陷形態(tài)、大小、顏色差異鑒別尾槳葉柔性梁 分層缺陷。即目視檢查尾槳葉柔性梁G區(qū)域，可見柔性梁表面大面積凸出、隆起現(xiàn)象，呈 形態(tài)，邊界線明顯，該隆起區(qū)域較其它區(qū)域表面呈淺色白色，則此處發(fā)生凸起或內(nèi)部分層缺 陷;經(jīng)亮度100-200的強光手電筒透光檢查隆起區(qū)域，如果該區(qū)域較其它區(qū)域柔性梁內(nèi)部呈 淺黑色陰影輪廓，該陰影區(qū)域即為分層區(qū)域，否則為凸起缺陷區(qū)域。
[0047] >將分層缺陷用記號筆在柔性梁表面畫出，用紙片做出位置標示，拍照記錄存檔。
[0048] 1.3.3外場尾槳葉柔性梁分層檢查結(jié)論
[0049] 利用目視檢查及透光檢查方法，可以通過凸起的隆起表面顏色差異的變化，判定 柔性梁分層缺陷已經(jīng)使用，效果良好。
【主權(quán)項】
1. 一種在外場判斷柔性梁分層的方法，其特征在于，包括： 觀察檢查尾槳葉柔性梁G區(qū)域，可見柔性梁表面大面積凸出、隆起現(xiàn)象，呈"形態(tài)，邊 界線明顯，該隆起區(qū)域較其它區(qū)域表面呈淺色白色，則此處發(fā)生凸起或內(nèi)部分層缺陷； 經(jīng)亮度100-200的強光手電筒透光檢查隆起區(qū)域，如果該區(qū)域較其它區(qū)域柔性梁內(nèi)部 呈淺黑色陰影輪廓，該陰影區(qū)域即為分層缺陷區(qū)域，否則為凸起缺陷區(qū)域。
【文檔編號】G01N21/88GK105866127SQ201610177892
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】李富樸, 陳 光, 王研, 李鵬, 鄧玉寶
【申請人】哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責任公司