川航514事件剖析——残余应力向分析

5月14日，四川航空一架A319客机执飞重庆至拉萨过程中，在9800米飞行高度巡航时，驾驶舱右座前风挡玻璃突然脱落，副驾驶一度被吸出窗外，机长顶住高速、低温、失压、缺氧、部分设备损坏等一系列危险因素的考验成功迫降，堪称“世界级”的奇迹。而凭借精湛操作上演这出奇迹的机长以及相关人员，是当之无愧的英雄。

那么，在这惊魂的半个多小时里，虽然用简单的一句话变就可以概述整个事件的经过，但造成这次风挡玻璃脱落的真正原因又是什么呢？

据环球时报采访国内专家分析可能产生的原因：

1、材料原因：

• 制造风挡玻璃材料质量不合格，材料提前老化
• 安装用螺丝钉质量不合格，螺丝钉老化或有裂纹

2、工艺安装原因：

• 安装、维修风挡玻璃，维修人员未参考飞机维修手册使用标准的螺丝钉
• 安装风挡玻璃时，用力过猛或强行安装，产生裂纹

3、安装风挡玻璃过程中受力不均，使风挡玻璃内部存在较大的残余应力。当外载应力与残余应力叠加时超过了风挡玻璃材料的屈服强度而破裂。

下面我们主要分析由残余应力引起风挡玻璃破裂的原因。

余应力是指在不考虑外力或不均匀温度场等作用的条件下仍留存在物体内自相平衡的内应力。残余应力产生的根本原因是物体内部发生了不均匀的塑性变形；而产生不均匀塑性变形的主要原因有不均匀的机械变形、不均匀的应力场和温度场等。

飞机前风挡玻璃安装时，若强行安装或安装螺丝钉的松紧程度不一使风挡玻璃内产生了不均匀的应力场导致其发生不均匀的塑性变形；因此安装完成后会产生残余应力。如果风挡玻璃在加热过程中出现了短路或发热不均衡使风挡玻璃内产出不均匀的温度场也会产生残余应力。当外载应力与风挡玻璃某一区域内的残余应力相叠加时有可能会超过材料的屈服强度而导致风挡玻璃开裂。

而残余应力关系到结构的安全和寿命。过大的残余应力可能导致构件的变形甚至开裂，造成构件早期的失效；残余应力还会对材料构件的静载强度、抗疲劳强度、尺寸稳定性以及应力腐蚀开裂等产生不利影响。因此残余应力超声无损检测方法是唯一可以实现对玻璃产品内部残余应力检测的方法，不仅可以在现场快速方便地给出数值大小和方向，而且可以给出玻璃构件内部的法向残余应力梯度和切向残余应力分布，对改进玻璃制作和安装工艺、挡风玻璃服役状态的无损检测与监测是重要的方法，可确保挡风玻璃产品的服役安全！

让我们再次向两位英雄飞行员致敬！

期待能尽快的找出造成此次风挡玻璃脱落的“真凶”并解决。

为飞机安全飞行多一道保障。

来源：华新钢结构检测研究院