航空航天工业通常包括生产企业和修理企业以及独立的或隶属于生产企业的研究部门、设计部门、销售部门、试验与试飞基地和管理部门。航空航天工业生产的非航空航天产品大多数航空航天工业企业都根据本身的技术和生产条件生产一些非航空航天产品。

航空航天工业的特点:

1、航空航天工业是典型的知识与技术密集和附加产值很高的工业;

2、航空航天工业是高度精密的综合性工业;

3、航空航天工业是军用与民用密切结合的工业;

4、航空工业与航天工业是紧密相关,常常是结合在一起的工业;

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航空航天工业产品按用途分为军用产品和民用产品,但根据产品本身性质则分为航空航天基本产品、航空航天辅助产品和其他产品。


通用航空业迅速发展

随着经济的发展,通用航空越来越多应用于国民经济建设和人民生活中。在飞机播种、人工降水、气象探测、航运交通等多个方面,通用航空都发挥着巨大作用。航空飞行器不断地朝着高安全、长寿命、高可靠、经济性和环保性方向发展,促进了飞机结构设计不断优化、新材料开发以及新的制造工艺大量应用。

航空新材料大量应用

航空材料是制造飞机(包括飞行器)、航空发动机及其附件、仪表及随机设备等所用材料的总称,通常包括金属材料(结构钢、不锈钢、高温合金、有色金属及合金等)、有机高分子材料(橡胶、塑料、透明材料、涂料等)和复合材料。

近几十年来,新型航空材料及先进工艺发展很快,如高强度铝合金、钛合金、高温合金、超高强度钢、复合材料、隐身材料、粉末高温合金制造技术等,为第四代、第五代飞机的发展提供了物质保障。航空发展史证明,航空材料的每次重大突破,都会促进航空技术产生飞跃式的发展;航空材料不仅是航空事业发展的物质基础,也是航空事业发展的技术支撑。

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为什么严格执行质量检测?

航空航天产品科技含量极高,结构设计精密复杂,每一个合格的航空产品都是由质量合格的整体框架、子系统、电子部件、元器件及软、硬件系统组成的,具有高科技设计与组装复杂的特殊性。这就使得航空产品及其零部件的衍生品在生产过程中,质量检验工作难度系数交大,但是航空产品在使用过程中,只要出现微小的疏忽就有可能酿造严重的航空事故,所以严格的质量检验工作必不可少。

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针对航空航空工业的各项检测主要有:


一、强度测试

1)飞机机身材料检测

机身是飞机的一个重要部件,它的主要组成部分是:固定机翼、尾翼、起落架等部件,使之连成一个整体,主要材料是铝合金、钛合金、镁合金等,多以板材、型材和管材的形式由冶金工厂提供。飞机上还有大量锻件和铸件,如机身加强框,机翼翼梁和加强肋多用高强度铝合金和合金钢锻造毛坯。

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通常需要对这些材料进行机械性能测试,获取材料屈服强度,抗拉强度以及延伸率等指标。根据ISO 6892, ASTM E8以及GB/T 228等标准的要求进行测试。(推荐型号:UTS DTM-50KN)

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(2)航空复合材料试验

20世纪70年代后,航空工业中复合材料的使用量正在不断地增加,造飞机结构的传统材料包括铝、钢和钛合金,复合材料的主要好处是减轻的重量和较简单的装配。

复合材料的开发需要测试在各种工作温度范围内的力学性能,拉伸、弯曲等。测试不同类型材料时,手动或气动式夹持能够提供快速试样定位装载和精确对中,结合在环境箱内进行特定温度范围的测试,高精度的轴向引伸计和双轴引伸计可进行平均轴向和横向应变测试,另外还有非接触式的视频引伸计和激光引伸计被大量使用。

根据ASTM D3039以及ISO527-4等标准要求进行测试。(推荐型号:UTS DSTM-20KN)

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(3)航空航天紧固件强度测试

随着航空工业的发展,大量飞机研制的同时,航空紧固件行业也迎来了大发展,紧固件在飞机上广泛分布,以空客A330的机身和机翼为例,大概有40万件。航空紧固件种类繁多,按产品种类进行分类主要分为:铆钉类、螺栓(螺钉)类、螺母类、单面紧固件类,特种紧固件类,每个大类分不同品种规格来满足不同材料、结构的安装需要。

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航天工业协会双面剪切试验的紧固件试验方法标准通常采用NASM 1312-13,该标准详细记录了紧固件双面剪切试验的详情,替代 MIL-STD-1312-13A 标准。这种试验方法实施难度较高,因为不仅需要有恒定不变的应力和载荷速率,而且需要断裂探测及高响应电机来及时停止设备运行因为测试样不希望被完全破坏,仅需要断裂点即可。(推荐型号:UTS DSTM-10KN)

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该试验类型为压缩并试验,并施加垂直于紧固件轴心的剪切力。

(4)航空发动机材料强度测试

航空发动机材料是指制造航空发动机的汽缸、活塞、压气机、燃烧室、涡轮、轴和尾喷管等主要部件所用的各种结构材料。

在航空发动机生产和研发中,要求承受高温,温度较高接近材料熔点会导致失效,制造商需要对材料进行相应温度下测试至关重要。为了确定材料高温性能,环境箱可以严格控制试验环境温度(特殊要求可以提供更高温度),配合多种引伸计获取材料机械性能。

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根据不同的材料选择不同类型的高温炉,非接触式的耐高温长臂陶瓷引伸计以及非接触式的激光引伸计可以满足不同客户的需求。参照ASTM E21和ISO 6892-2等标准的要求进行测试。(推荐型号:DFM 100KN+环境试验箱

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(5)航空粘结剂测试

酚醛-丁腈和环氧树脂等胶粘剂从上世纪20年代开始成功用于飞机制造工业,使得航空工业结构用胶有了长足的发展。航空工业、飞机制造越来越多地应用粘结结构,是因为粘结工艺和传统焊接、螺栓联接工艺相比,具有结构质量轻、疲劳性能好、气动性能好、工艺简单成本低等优点。

极端条件下工作的粘结材料,需进行一系列力学测试分析。拉伸测试,粘结剥离试验变得十分必要。(推荐型号:UTS DSTM-2.5KN)

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ASTM D1876标准规定条件下(如标准试样尺寸、指定的预处理条件、温度和测试速度等),测定胶粘剂的对比剥离(180度剥离/T型剥离/其他角度剥离等)或剥离性能.典型的结果应包括起点到终点间的平均载荷

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(6)航空橡胶轮胎测试

轮胎是航空安全关键部件,在使用期间须承受重负荷和磨损。在实际生产运营中我们尽可能全面的对这些部件的生产材料进行严格的物理性能测试,以保证部件使用安全可靠。

弹性体的延伸率是航空轮胎制造企业在检测轮胎使用行为的重要特性。

橡胶材料在拉伸测试过程中通常会显著地变薄,从而造成材料从夹具中挤出,导致打滑和无效的测试结果。然而,如果把样品夹得太紧,会导致钳口断裂与过早失效。

精密制造的气动夹具非常适合用于测试橡胶、 塑料等试验力不超过 2 KN的相关材料,这是ASTM D412 ISO 37标准下的理想选择。我们也能一系列气动夹具使整个试验保持一个恒定的夹持力,可调节的进气压力能优化气压并防止打滑和钳口断裂。

视频/激光引伸计采用非接触式,非常适用于测试弹性 体。不需要与试样接触,在高低温条件下进行试验时,可以测量环境箱内的应变。(推荐型号:UTS DSTM 5KN+视频引伸计)

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橡胶延伸循环疲劳失效试验

橡胶承受交变循环应力或应变时所引起的局部结构变化和内部缺陷的发展过程,称为橡胶的疲劳。

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在循环拉伸作用下,橡胶的性能和结构会发生变化,或产生破坏,这就是所谓的疲劳破坏。它使材料的力学性能下降,并最终导致龟裂或完全断裂。

FTF-48弹性体测试系统是PC控制的橡胶测试系统,能够同时对48个样品进行疲劳至失效测试。(推荐型号:UTS DSTM FTF-48; Ray Ran 样品制备切刀)

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二、油漆&表面腐蚀性测试

航空涂料是指用于飞机上的涂料。按使用部位可分为:飞机蒙皮涂料;飞机舱室涂料;飞机发动机涂料;飞机零部件涂料;特殊专用涂料(包括隔热涂料、防火涂料和示温涂料)等。

以飞机表面机身涂料为例,机身底、面漆一般为环氧聚胺脂底漆和聚氨脂型面漆。除此之外,还有聚氨酯底漆,其中环氧聚氯脂底漆具有环氧的附着力和耐磨蚀性及聚氨酯的柔韧性、再涂性,与环氧底漆相比,它的优点是双组分活化期长,再涂性好,干膜厚0.4u-0.5u,能减轻飞机机身的重量。

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针对航空油漆的各项检测主要有:

(1)航空油漆硬度测试

采用摆杆硬度方法进行,油漆表面光泽度测试,附着力测试,油漆涂装前表面污染评估需进行涂装表面盐分测试以及露点仪进行环境评估,航空涂料耐磨性测试,膜厚及色差测试等。(推荐品牌;TQC Sheen)

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(2)盐雾试验

航空航天工业对其零部件有很高的要求,不但要求零件材料轻,而且要求它们能够在极端恶劣的环境中安全可靠的使用。

飞机在沿海和内陆湿热地区等易发生腐蚀的环境中使用期间,结构件中的一些位置会受到腐蚀而产生损伤,会严重影响到飞机的正常使用和航空安全。

为了避免和降低这些损失和潜在危险,航空航天工业采用不同的方法如优化结构设计、表面保护处理以及大量防腐蚀材料和涂料的大量应用。

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盐雾测试是一种人造环境的加速耐腐蚀试验方法,原理是将一定浓度的盐水雾化,喷洒在密闭空间的恒温试验箱内。被测样品在箱内放置一段时间后,能够观察所测样件的变化,以评估其耐腐蚀性能。

在大自然环境中需要数年乃至更长时间的验证,通过盐雾试验,可以在几十至几百小时内就可以得到相似的试验效果。(推荐设备:C&W盐雾试验箱)

相关仪器:万能试验机、光泽度仪、油漆摆杆硬度仪、膜厚仪、耐摩擦仪、附着力仪、色差仪、测厚仪、盐雾试验箱。


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United Testing Systems, Ray-Ran隶属工业物理材料测试事业部

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