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复合材料结构修理-6.2 复合材料结构修理方法


冷修理
• 在室温下固化的修理又称为冷修理。冷修 理应用于受力不大、不重要的复合材料结 构修理。有的时候,冷修理也采用加热固 化,但通常加热温度不超过150F,加热 的主要目的是为了缩短树脂的固化时间。 注意,冷修理不能用在高应力区和主要结 构件的修理上。
热修理
• 非室温固化的加热固化修理又称为热修理。 通常加热的温度有200~230F、25 0F和350F三种。其中200~230F 温度适用于采用湿铺层料的修理,250F 和350F两种温度适用于采用预浸料的修 理。通常,复合材料主要结构都采用热修 理。热修理能够恢复原结构符合适航要求 的强度。采用热修理时,修理用的材料要 与所取固化的温度相适应。
5.机械连接修理
• 机械连接修理(Mechanicall
是指在损伤结构表面采用螺栓或铆钉固定 一外部加强补片,使损伤结构遭到破坏的 载荷传递路线得以重新恢复的一种修理方 法。机械连接修理一般用于层合板的损伤 修理,加强补片与被连接件的结合面常用 同时涂胶黏剂胶接。
副翼复合材料层合板修理方案
修理工作流程
4. 胶接连接修理
• 复合材料结构修理多数采用胶接修理,胶接修理 适用于薄件或者较薄件的修理。广义的胶接连接 修理包括前面所述的铺层修理、注胶和填胶修理 等。这里介绍相对狭义的胶接连接修理。胶接连 接修理是指对一个构件因损坏断裂成两个部分或 者原来胶接连接的构件之间出现脱胶损伤,以特 定的连接形式,通过胶粘剂,使之连接成一体, 恢复其功能的修理方法。有的情况下,胶接修理 还需与机械连接修理一起对损伤实施修理。
第6章 飞机复合材料结构修理
6.2 复合材料结构修理方法
修理方法
• • • • 铺层修理 注胶与填胶修理 胶接修理和机械 连接修理
1.填胶修理
• 填胶修理是将树脂胶或其他填料填充或灌 注到损伤区以恢复其结构完整性的一种修 理方法。
填充修理示例
适用范围
1. 主要应用于表面划痕、凹坑局部蜂窝芯损伤、蒙 皮位置错钻孔、孔尺寸过大等允许损伤的修理和 表面密封 2. 可用于装饰性结构和受载较小的蜂窝夹层结构修 理。在受载较小的蜂窝夹层板上采用填充、灌注 修理可以提高面板稳定性和密封损伤区,防止湿 气的渗入以及损伤的进一步扩大。 3. 对连接孔的损伤,如孔变形或摩擦损伤,紧固件 孔位置钻偏,或者孔尺寸过大,一般情况下可采 用填胶修理,然后重新钻孔。
胶接方式
• • • • 单搭接 双搭接 斜接 阶梯形搭接
胶接方式
适用范围
• 当被胶接件较薄时,可采用简单的单搭接 或双搭接形式。 • 当被胶接件较厚时,单搭接或双搭接存在 着较大的偏心力矩,宜采用阶梯搭接或斜 接破坏 (2)胶层剪切破坏 (3)剥离破坏
2。注胶修理
• 注胶修理是指对层合板结构和夹芯结构的小面积 的内部分层或脱胶损伤,采用注射的方法将流动 性和渗透性好的低黏度树脂直接注入到分层或脱 粘区域,并使之固化粘合的一种修理方法。对于 层合板出现的小面积的分层损伤,通常在分层损 伤边缘至少钻两个小孔,分别作注射孔和通气孔 (出胶孔)。这些孔要通到分层损伤处。如果这 些孔没有通到损伤层,树脂便不能注入到损伤区; 孔太深了,则会使原来没有损伤的部位人为地造 成新的损伤。这两种情况都达不到预期的修理效 果。
修理方法决定因素
• 复合材料结构的修理是否采用热修理,采用哪种温度,除 了取决于原结构是采用什么样的温度固化制造的,还要考 虑到损伤的程度和范围、结构的重要性以及修理方法。如 果原结构采用250“固化制造,原则上修理时就应采用 250”固化的热修理,绝不能采用350“固化修理。 如果原结构采用350”固化制造,原则上修理时也应采 用350“固化的热修理。但是,如果损伤较小或者临时 性修理,就可采用低于原固化温度的温度固化修理。在飞 机结构修理手册中提供的修理方案中有允许采用低于原固 化温度修理的案例。如波音某型飞机结构修理手册57章 对副翼及副翼配平片的蒙皮修理。
3.铺层修理法
• 铺层修理法是指清除损伤后,采用湿铺层 或预浸料实施铺层修理,经封装后,在室 温下或者加热到某一温度实施固化的修理 方法。 • 铺层修理是复合材料结构修理方法中最重 要和最具有代表性的修理方法。复合材料 结构超出允许损伤的可修理损伤绝大多数 需采用铺层修理法实施结构修理。
封装
• 封装是指在完成铺层工序之后,采用一些 辅助材料,如分离膜、吸胶透气布等,并 且根据需要铺放均压板、电热毯(Ele ctricHeatBlanket)、 透气棉毡等,然后用真空袋(Vacuu mBag)或真空袋薄膜将铺层修理处密 封起来,这是为抽真空、加热固化作准备 的一个工序。
(1)拉伸(或挤压)破坏
• 当被胶接件较薄,胶接强度足够时,被胶 接件易产生拉伸断裂或者挤压失稳破坏。
(2)胶层剪切破坏
• 双搭接连接易产生胶接面剪切破坏。
(3)剥离破坏
• 当被胶接件厚度达到一定程度后,搭接长 度与板厚之比又不足够大时,在偏心力矩 的作用下,由于复合材料各铺层层间强度 低,将在接头端部发生剥离破坏(双搭接 也如此)。对于复合材料结构胶接接头来 说,这种破坏不像金属胶接接头那样容易 在胶层上产生剥离(劈开)破坏,而是层 合板在接头端部易产生分层破坏。
注胶修理示意图
其他应用
• 注胶修理也适用于孔边分层和结构边缘部 位的分层、层板的气泡、脱粘等损伤的修 理。
修理步骤
(1)采用准确的无损检测技术,确定脱胶 或分层位置; (2)在分层区按一定距离钻若干个树脂注 射孔和泄出孔,其深度应恰好到达分层或 脱胶层面; (3)向分层或脱胶区注入树脂,直至从泄 出孔溢出树脂; (4)施加一定压力,加温固化。
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