Page 87 - 理化检验-物理分册2023年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202302019

飞机舵机壳体裂纹产生原因

杨 兵

( 西安飞行自动控制研究所, 西安 710065 )
摘 要: 某飞机舵机壳体在服役过程中多次发生漏油故障, 采用化学成分分析、 荧光渗透检测、
断口分析、 金相检验等方法对漏油壳体进行检测及分析, 对不同批次壳体材料进行了力学性能测
试。结果表明: 在脉冲油压的作用下, 舵机壳体传感器孔壁萌生裂纹, 并进一步扩展导致漏油; 故障
批次壳体材料为再结晶等轴晶组织, 正常批次壳体材料为枝晶网状晶界组织, 组织差异导致材料力
学性能的差异, 故障批次壳体材料的横向力学性能、 断裂韧度以及疲劳性能等均低于正常批次壳体
材料; 力学性能的降低是传感器孔薄壁部位产生疲劳裂纹的主要原因。

关键词: 舵机; 壳体; 漏油; 7A04铝合金; 疲劳裂纹

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 02-0071-04

Causesofcracksinaircraftsteerin gg earshell

YANGBin g

( Xi ’ anFli g htAutomaticControlResearchInstitute , Xi ’ an710065 , China )

Abstract : Oilleaka g efaultsoccurredman y timesintheservice p rocessofaaircraftsteerin gg earshell.The

oilleaka g eshellwasdetectedandanal y zedb y meansofchemicalcom p ositionanal y sis , fluorescentp enetrant

testin g , fractureanal y sisandmetallo g ra p hicexamination.Themechanical p ro p ertiesofdifferentbatchesofshell

materialsweretested.Theresultsshowthatundertheactionof p ulsedoil p ressure , thesensorholewallofthe

steerin gg earshellcrackedandfurtherex p anded , resultin ginoilleaka g e.Thefailurebatchshellmaterialwas

recr y stallizede q uiaxedcr y stalstructure , andthenormalbatchshellmaterialwasdendriticnetworkg rainboundar y

structure.Thedifferenceofmicrostructureledtothedifferenceofmechanicalp ro p ertiesofthe material.The

transversemechanical p ro p ert y , fracturetou g hnessandfati g uep ro p ert yofthefailurebatchshellmaterialwere

lowerthanthoseofthenormalbatchshellmaterial.Thedecreaseofmechanical p ro p ert ywasthemainreasonof

fati g uecrackinthinwallofsensorhole.

Ke y words : steerin gg ear ; shell ; oils p ill ; 7A04aluminumallo y ; fati g uecrack
舵机壳体是飞机飞行控制系统的关键零件, 其
套筒安装孔内安装有活塞, 在壳体内脉冲油压的作
用下, 活塞往复运动。该壳体内部油路纵横交错, 工
作时承受0~21MPa的脉冲油压作用。某型飞机

舵机壳体在服役过程中, 传感器孔和套筒安装孔之
间的薄壁陆续出现裂纹, 导致漏油。壳体裂纹部位
如图1所示, 图中: 1 为备传感器孔; 2 为主传感器
孔; 3为套筒安装孔。
图1 飞机舵机壳体裂纹部位示意
该壳体材料为 7A04 铝合金, 是 Al-Zn-M g -Cu
系热处理强化铝合金, 是航空、 航天、 兵器等行业重
要的结构材料之一 [ 1-3 ] 。壳体的使用状态为固溶时
收稿日期: 2022-05-10
作者简介: 杨 兵( 1972- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事失效

效状态, 表面进行了硫酸阳极化处理。
分析及材料应用研究工作, email _ y b@sina.com
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