复合材料部件客舱门的PFMECA分析张云锋

复合材料部件客舱门的PFMECA分析张云锋

张云锋

航空工业通飞华南飞机工业有限公司广东珠海

摘要：客舱门是飞机的重要组成部分，基于GJB/Z1391《故障模式、影响及危害性分析指南》，针对复合材料部件客舱门采用PFMECA分析，针对本次分析、识别的风险，确定了控制措施和方法。

关键字：复合材料，客舱门，PFMECA，分析

1.前言

客舱门是飞机的重要组成部分，它的功能是：提供乘客和机组人员进出飞机的通道，并保证增压舱在舱门开口处的密封。客舱门结构一般由上舱门、下舱门、整流蒙皮、门框等组成，上、下舱门各采用一套锁机构，两套锁机构相互独立。

2.系统分析

飞机的中机身是增压舱结构，这就要求飞机具有很好的密封性和互换性及可操作性。

由于较高的密封性要求，在舱门装配时需要保证舷窗与客舱门外蒙皮对缝间隙和对缝阶差要求；舱门周边在平直周边和在拐角圆弧处对缝间隙极限偏差的要求以及顺航向及拐角圆弧处、垂直航向处阶差要求以及舱门与框的贴合程度。

为了保证飞机装配一致性及互换性，对舱门制造提出较高要求，在舱门零件制造过程中外形需充分考虑与机身外形相配合，由于上、下舱门是碳纤维复合材料结构，制造难度较大，在零件成型过程时还应考虑成型工装及铺层过程对外形的精度影响。

由于舱门的主要作用是为了实现乘员及飞行员登机操作，要求锁机构必须运动顺畅，不卡滞，其中锁销是机加的金属件，其直径精度、形状及位置公差对舱门开关均有重要影响。

综上所述，该产品特性如下：

1）舷窗与客舱门外蒙皮对缝间隙

2）舷窗与客舱门外蒙皮对缝阶差

3）舱门周边在平直周边和在拐角圆弧处对缝间隙极限偏差

4）顺航向及拐角圆弧处、垂直航向处阶差

5)舱门与框的贴合程度

6）外形与机身外形相配合

7）外形的精度

8）机构运动顺畅，不卡滞

9）锁销直径精度、形状及位置公差

3.产品加工、装配等过程描述

3.1宏观工艺流程

零件成型--部件装配—总装装配

3.2复合材料零件制造工艺流程

材料准备--模具准备--蜂窝芯--下料--铺贴--制袋--固化钻--制定位孔--脱模--切割

3.4部件及总装装配工艺流程

上舱门密封带粘接--定位并修配上、下舱门外蒙安装间隙和阶差--上舱门合页铆接制孔--上舱门合页密封及铆接--下舱门合页铆接制孔--下舱门合页密封及铆接--上下舱门锁销孔配钻--钻螺栓孔--主接收板铆钉孔配钻及铆接--安装调整接收板和接收板垫板--气弹簧支持头螺栓孔--安装气弹簧支撑头并连接气弹簧--门框钢索接头螺栓孔--连接舱门钢索组件--安装舱门微动开关--增压舱气密试验

4.客舱门PFMECA分析

4.1建立工艺流程表

通过客舱门的工艺流程分析每个工序的输入及对应的输出结果，从而建立工艺流程表,确定该产品与PFMECA有关的流程功能和要求。

4.2建立舱门的零部件-工艺关系矩阵表

根据工艺的流程特性及前述分析，建立舱门的零部件-工艺关系矩阵表。

4.3确定影响零组件特性的关键工序

根据上述矩阵表分析，确定影响零组件特性的关键工序为：复材零件制造工序的下料、铺贴、制袋、固化；总装工序的上舱门合页密封及铆接、下舱门合页密封及铆接、连接舱门钢索组件、增压舱气密试验。

4.4逐项分析每个工序所涉及故障模式的原因、故障影响描述以及对严酷度等级（S）、发生概率等级（O）、被检测难度等级（D）的评判，并制定改进措施和改进措施后的RPN评判。以复合材料零件制造的铺贴工序为例，如下表1。

注：严酷度等级（S）；发生概率等级（O）被检测难度等级（D）

参考文献

[1]先进复合材料与航空航天;杜善义;《复合材料学报》;2007,24(1)

[2]复合材料结构的损伤与修补;薛克兴;航空工业出版社;1992.7

[3]GJB-Z1391-2006-故障模式、影响及危害性分析指南；2006.10

作者简介

张云锋（1986-），男，浙江省余姚市人，民族：汉职称：工程师，学历：硕士研究生。研究方向：复合材料学。