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飞机结构件检测技术分析与研究

摘要：随着飞机先进制造技术的快速发展，对飞机结构件设计与制造提出了更

高的要求。国外先进航空制造企业为顺应飞机制造业结构件柔性化及自动化制造

需求，已经开始了以自动化生产线为代表的飞机结构件生产模式。因此，通过对

研究飞机结构件生产线加工工艺方法、无损检测及测量等关键技术，并应用于典

型结构件加工中，验证关键技术的可行性，提高航空制造企业的生产效率和产品

质量，减少资源浪费和节约成本。

关键词：飞机；结构件；安全性；无损检测；

一、结构件无损检测技术

超声波检测技术1.1

超声波在不同的介质中传播时，所发生的反射、折射以及波形转换，使得超

声波被吸收、散射，通过检测分析投射后的超声波，从而分析出检测件的缺陷数

据，位置、深度等。超声波检测普遍应用，因其众多优点：一，穿透力很强，在

固体介质中传输，能量损失较小，超声波的能量比声波大很多；二，超声波的声

束在介质中沿直线传播，指向性很好；三、超声波探伤检测的厚度大、穿透速度

快、灵敏度高、对人体无害；四，超声波可探测件的种类多，其中的脉冲发射式

超声波探伤检测仪应用最为广泛。超声波检测的缺点是对仪器操作者的要求较高，

并且每次只能检测很小的一部分，检测速度缓慢。

射线检测技术1.2

射线检测的种类比较多，如X射线、r射线等等。根据被测物体材料的厚度，

选择射线的种类。射线检测是利用不同射线对不同材料的投射性能，以及不同材

料对射线的吸收、衰减程度不同，使射线强度不同程度的减弱，而缺陷部位与无

缺陷部位的射线衰减程度不同，从而在胶片上呈现不同的状态。射线检测对人体

有害，有着严格的操作规程和保护措施。

涡流1.3检测技术

涡流检测是利用电磁感应原理的一项检测技术，其应用具有一定局限性，只

能用于对导体的检测。导电材料在交变磁场的覆盖下会产生涡流磁场，当电磁线

圈靠近材料表面时，材料的缺陷导致涡流发生畸形变化，有别于无缺陷涡流，线

圈阻抗值随之发生变化，通过仪器测量阻抗值得变化，即可分析出材料的缺陷和

损伤情况。

磁粉1.4检测技术

磁粉的种类非常多，可根据具体检测要求来选择磁粉类别。磁粉检测原理是

材料缺陷或损伤会产生局部磁场，该磁场吸引磁粉，从而引起磁粉痕迹变化，通

过分析磁粉痕迹变化来判别材料缺陷或损伤的位置、形状。磁粉检测主要用于材

料表面的探伤检测，也可用于材料近表面的损伤检测。该检测技术在实际应用时，

要清理干净材料表面，否则试样表面的凹凸或划痕也影响磁粉的走向。

渗透1.5检测技术

渗透检测是利用渗透剂通过材料缺陷或损伤而渗入材料内部来检测材料缺陷

或损伤程度。渗透剂主要由荧光渗透剂和着色渗透剂两种。渗透检测主要用于材

料表面穿透性缺陷裂纹的检测，该方法简便高效可靠。渗透检测技术要在检测前，

仔细清洁材料，消除杂质对渗透油剂和显影液的干扰和污染。目前，伴随的声发

射检测和红外线检测也逐渐应用。

激光电子剪切1.6成像技术

该技术是利用激光电子散斑干涉原理研发而成的新型检测方法。材料表面有

缺陷，形成的散斑反应出材料表面的信息，缺陷损伤的散斑成像是不同的，借助

成像技术，通过散斑的形态来分析材料的缺陷或损伤。该技术对蜂窝夹层结构检

测方面，具有优势可行性。除上述六种检测技术外，还有很多检测技术尚在实验

阶段，还没有完全实践应用到实际工作中，如红外成像检测技术、T赫兹复合材

料检测方法等。

二、典型飞机结构件加工生产线关键技术

生产线数控加工工艺分析2.1

通过明确生产线技术要求，针对生产线加工需求对零件进行分类，制定上线

零件的加工工艺，明确上线零件的工艺准备要求，分析上线零件的误差产生的各

方面原因及需要注意的问题，并以此为基础，对上线零件加工工艺进行合理计划

与制定。通过对典型上线零件的EBOM与PBOM工艺模信息读取，确定零件的加

工工艺路线，从而确定零件的定位基准。明确上线零件加工方案总体布局并制定

加工工艺路线，全面考虑零件的定位与夹紧方案，实现零件加工方案的系列化、

标准化，同时将零件编程规范化，达到无人工干预加工的目的；也可以将典型结

构件加工的工艺参数进行标准化管理，从而为同类型的零件提供加工参考，提高

零件加工效率。

生产线数控加工2.2编程技术

（1）生产线零件加工坐标系2种设置方法将零件坐标系统一设置在零点定位

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