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1、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,1,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,2,1.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。,3,填充修理示例,4,适用范围,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。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
2、重新钻孔。,5,2。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。,6,注胶修理示意图,7,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。,8,修理步骤,（）采用准确的无
3、损检测技术，确定脱胶或分层位置；（）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；（）向分层或脱胶区注入树脂，直至从泄出孔溢出树脂；（）施加一定压力，加温固化。,9,3.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。,10,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（）、透气棉毡等，然
4、后用真空袋（）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。,11,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F，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。,12,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F、F和F三种。其中F温度适用于采用湿铺层料的修理，F和F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
5、固化的温度相适应。,13,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“固化制造，原则上修理时就应采用”固化的热修理，绝不能采用“固化修理。如果原结构采用”固化制造，原则上修理时也应采用“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章对副翼及副翼配平片的蒙皮修理。,14,副翼复合材料层合板修理方案,15,修理工作流程,16
6、,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。,17,胶接方式,单搭接双搭接斜接阶梯形搭接,18,胶接方式,19,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，但
7、工艺复杂，成本高。,20,胶接破坏模式,（）被胶接件拉伸（或挤压）破坏（）胶层剪切破坏（）剥离破坏,21,（）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。,22,（）胶层剪切破坏,双搭接连接易产生胶接面剪切破坏。,23,（）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。,24,5.机械连接修理,机械连接修理（）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。,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,
