减轻飞机紧固件重量的一些方法思路

发布时间:2020-08-14 11:00    来源:中华标准件网
 

关键词:紧固件

摘要:在选用紧固件进行装配时,如果选用的目的或者说侧重点不同,那么在种类繁多的紧固件世界里,你可能会因为有很多种选择而不知所踪。

  

  在选用紧固件进行装配时,如果选用的目的或者说侧重点不同,那么在种类繁多的紧固件世界里,你可能会因为有很多种选择而不知所踪。例如,在某些情况下,你可能要求紧固件具有出色的抗腐蚀能力,那么你可能更多的会关注由不会腐蚀的材料制成的紧固件;又比如你可能希望选用的紧固件除了自锁功能以外,还可以提供额外的机械锁紧来抵御高振动的应用环境,那么你可能会关注槽型螺母或者轴承锁紧螺母这类特殊的紧固件产品;而当你需要找到一款可以在碳纤维复合材料上使用的紧固件时,你又需要关注紧固件的夹紧力控制。

  随着绿色节能概念在航空工业中的兴起,具有出色燃油效率的飞机越来越受到航空公司的青睐,因此才会出现对复合材料的大批量应用,归根结底还是为了减轻飞机不必要的重量。紧固件是组装飞机必不可少的零件,一架大型商用飞机上,有超过百万件的紧固件,在保持必须的机械性能的前提下,将重量控制在尽可能低的水平,对于飞机减重来说至关重要。

  

  紧固件减重大致可以从下面几个方面来入手:

  使用轻量化的紧固件

  这是最显而易见的解决方法,过去很多合金钢材料的紧固件,在强度允许的条件下,逐渐被钛合金取代,常见的有6Al-4V和工业纯钛等。从材料的角度来说,钛合金没有合金钢材料强,但是钛合金更轻。

  从成本的角度来说,尽管钛合金紧固件可能暂时会比更常见的合金钢紧固件要贵一些,但是一旦你确定了减重的必要性,这还是最优的解决方案。

  减少紧固件的使用数量

  每多使用一个螺钉或者螺母,都会给组装增加一个重量。复合材料以及3D打印技术的应用,因为成型技术的优化,都会减少紧固件的数量,但是对紧固件性能的要求会提高,那些安全可靠、组装便捷并可以承受较大载荷轻型紧固件会得到更多应用。

  此外,从组装的角度考虑,紧固件数量的减少,除了减轻重量以外,还非常有利于降低组装时间以减少组装成本。

  优化紧固件结构

  对于单个紧固件来讲,在保证其机械连接强度的情况下,最大程度地减少其轮廓尺寸,也可以有效地降低单个紧固件的重量。

  比如对紧固件头型的选择,在可允许的范围内,适当减小紧固件的头型尺寸,虽然单个紧固件减少的重量有限,但是在大批量安装的情况下,宏观减重效果非常可观。

  在紧固件轻量化的过程中,不能只是单纯地考虑重量的降低,有些情况下可能会引起连接结构的变化,进而需要连接的重新设计,比如使用铝合金替代钢部件可能会引起电偶腐蚀,因此需要特别注意涂层的使用,通过涂层来起到阻隔电偶腐蚀的作用。此外,当对负载的要求绝对高时,例如起落架,由于优越的承载能力,钢材料仍然还是第一选择,要注意比强度和强度是两个不同的概念。

(责编:lxh)

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