飛機(jī)復(fù)合材料的修理方法-復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理方法

機(jī)械連接修理機(jī)械連接修理機(jī)械連接修理（MechanicallyFastenedRepair）指在損傷結(jié)構(gòu)表面采用螺栓或鉚釘固定一外部補(bǔ)片，使損傷結(jié)構(gòu)中斷的載荷傳遞路線(xiàn)得以重新恢復(fù)的一種修理方法。機(jī)械連接修理常與膠接修理一起采用優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械連接修理具有操作簡(jiǎn)便、性能可靠、承載能力高、抗剝離性能好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：緊固件孔會(huì)削弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并引起應(yīng)力集中。修理增加的重量較大。優(yōu)缺點(diǎn)在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理中，機(jī)械連接修理適用于被修理件較厚且對(duì)氣動(dòng)外形要求不高的結(jié)構(gòu)件以及外場(chǎng)快速修理。根據(jù)連接緊固件的種類(lèi)，機(jī)械連接修理可細(xì)分為螺接修理和鉚接修理。適用范圍01020304補(bǔ)片的材料種類(lèi)及厚度；緊固件種類(lèi)、數(shù)量；緊固件排列方式；正確的制孔工藝；制孔對(duì)原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成的影響；緊固件的裝配與密封。0506修理主要考慮因素補(bǔ)片材料可以是金屬板或者復(fù)合材料預(yù)固化層合板。金屬板材料一般為鈦合金板、不銹鋼板或者鋁合金板。當(dāng)鋁合金板與碳纖維復(fù)合材料連接在一起時(shí)，需采取電偶腐蝕防護(hù)措施。通常采用在鋁合金板與碳纖維結(jié)構(gòu)之間鋪一層玻璃纖維布或涂一層密封膠使它們隔開(kāi)。補(bǔ)片材料對(duì)于飛機(jī)氣動(dòng)敏感區(qū)域的外部加強(qiáng)修理，一般需要采用埋頭緊固件。此時(shí)補(bǔ)片必須有足夠的厚度，以便安裝埋頭緊固件。加強(qiáng)補(bǔ)片四周邊緣應(yīng)按照附圖倒角30°，以改善表面氣動(dòng)性能。如果由于緊固件邊距等原因不允許倒30°角，至少應(yīng)倒45°角。外部加強(qiáng)補(bǔ)片邊緣倒角氣動(dòng)外形要求復(fù)合材料結(jié)構(gòu)機(jī)械連接修理應(yīng)優(yōu)先采用螺桿連接，盡量避免鉚接，以免鉚釘釘桿膨脹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)分層。當(dāng)必須采用鉚接修理時(shí)，由于復(fù)合材料層間強(qiáng)度低，抗沖擊能力差，不宜用鉚槍鉚接，需用壓鉚。為提高復(fù)合材料接頭處的局部強(qiáng)度，可在鉚釘鐓頭下放置一個(gè)墊圈，以減小鐓頭處結(jié)構(gòu)表面殘余壓應(yīng)力。緊固件如果難以接近結(jié)構(gòu)加強(qiáng)修理區(qū)域的另一面（只能單面接近），可考慮選用只需要單面接近安裝的緊固件，如拉螺栓（blindbolt）和拉鉚釘（blindrivets）等。緊固件孔間距一般為４～５Ｄ（Ｄ為孔徑），邊距為３Ｄ。盲緊固件緊固件孔要求修理示例圖膠接連接修理膠接連接修理膠接連接修理指對(duì)一個(gè)構(gòu)件因損壞斷裂成兩個(gè)部分或者原來(lái)膠接連接的構(gòu)件之間出現(xiàn)脫膠損傷，通過(guò)膠粘劑以特定的連接形式連接成一體、恢復(fù)其功能的修理方法。膠接修理適用于薄件或者較薄件的修理。膠接修理可與機(jī)械連接修理一起對(duì)損傷實(shí)施修理。廣義的膠接連接修理包括前面所述的鋪層修理、注膠和填膠修理等。膠接方式單搭接雙搭接斜接階梯形搭接膠接方式當(dāng)被膠接件較薄時(shí)，可采用單搭接或雙搭接形式。當(dāng)被膠接件較厚時(shí)，單搭接或雙搭接存在著較大的偏心力矩，此時(shí)宜采用階梯搭接或斜接，但工藝復(fù)雜，成本高適用范圍被膠接件拉伸（或擠壓）破壞被膠接件較薄且膠接連接強(qiáng)度超過(guò)被膠接件強(qiáng)度，失效模式為被膠接件拉伸斷裂或者擠壓失穩(wěn)破壞。膠接面剪切破壞膠接連接強(qiáng)度小于被膠接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后，失效模式為膠接面剪切破壞。雙搭接連接易產(chǎn)生膠接面剪切破壞。剝離破壞膠接失效模式010203復(fù)合材料各鋪層層間強(qiáng)度低。當(dāng)被膠接件厚度達(dá)到一定程度后，搭接長(zhǎng)度與板厚之比較小時(shí)，在偏心力矩的作用下，層合板端部區(qū)域鋪層之間出現(xiàn)的分層破壞稱(chēng)為剝離破壞。金屬膠接接頭的剝離破壞形式為膠層剝離（劈開(kāi)）破壞。剝離破壞03鋪層修理法1.鋪層修理法鋪層修理法是指清除損傷后，采用濕鋪層（wetlayup)或預(yù)浸料(prepreg)鋪層修理，經(jīng)封裝后，在一定溫度和壓力條件下固化的修理方法。鋪層修理是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理方法中最重要和最具有代表性的修理方法。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超出允許損傷的可修理?yè)p傷，一般需要采用鋪層修理法恢復(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載能力。應(yīng)用范圍封裝是指在完成鋪層工序之后，采用分離膜、吸膠透氣布等，并且根據(jù)需要鋪放均壓板、電熱毯、透氣棉氈等，然后用真空袋或真空袋薄膜將鋪層修理區(qū)域密封起來(lái)。封裝是抽真空、加熱固化前的必要工序。封裝在室溫下固化的修理又稱(chēng)為冷修理。冷修理一般應(yīng)用于受載不大或者次要復(fù)合材料構(gòu)件修理。為了縮短樹(shù)脂的固化時(shí)間，有的時(shí)候冷修理也采用加熱固化，但通常加熱溫度不超過(guò)150oF。冷修理一般不用在高應(yīng)力區(qū)和主要結(jié)構(gòu)件的修理上。冷修理需要在一定溫度下加熱固化的修理又稱(chēng)為熱修理加熱溫度：200oF～230oF、250oF和350oF200～230oF溫度適用于采用濕鋪層料的修理250oF和350oF兩種溫度適用于采用預(yù)浸料的修理復(fù)合材料主要結(jié)構(gòu)一般采用熱修理。采用熱修理時(shí)，修理材料要與固化溫度要匹配熱修理復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理是否采用熱修理以及采用哪種溫度，除了取決于損傷結(jié)構(gòu)原來(lái)采用何種固化溫度制造外，還要考慮到損傷的程度、結(jié)構(gòu)種類(lèi)以及修理方法。如果損傷范圍較小或者臨時(shí)性修理，可采用低于原固化溫度的固化溫度修理。修理方法決定因素某機(jī)型副翼層合板修理方案修理工作流程填膠修理填膠修理填膠修理是將樹(shù)脂或填充劑填充或灌注到損傷區(qū)域以恢復(fù)結(jié)構(gòu)表面氣動(dòng)外形或者結(jié)構(gòu)完整性的一種修理方法。表面劃痕、凹坑、局部蜂窩芯損傷等允許損傷的修理和表面密封可用于裝飾性結(jié)構(gòu)和受載較小的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)修理。在受載較小的蜂窩夾層板上采用填充、灌注修理，可以提高面板穩(wěn)定性和密封損傷區(qū)，防止?jié)駳獾臐B入以及損傷的進(jìn)一步擴(kuò)大。緊固件孔損傷，如緊固件孔變形或磨損，緊固件孔位置鉆偏，或者孔尺寸過(guò)大，一般情況下可采用填膠修理，然后重新鉆孔。010203適用范圍注膠修理注膠修理定義注膠修理是指對(duì)層合板結(jié)構(gòu)和夾芯結(jié)構(gòu)的小面積內(nèi)部分層或脫膠損傷，采用注射方法將流動(dòng)性和滲透性好的低黏度樹(shù)脂直接注入到分層或脫粘區(qū)域，并使之固化粘合的一種修理方法。層合板出現(xiàn)的小面積分層損傷，通常在分層損傷邊緣至少鉆兩個(gè)小修理孔，分別作注射孔和通氣孔（出膠孔）。修理孔要通到分層損傷處。如修理孔未通到損傷層，樹(shù)脂不能注入到損傷區(qū)；孔太深，會(huì)使原來(lái)沒(méi)有損傷部位造成新?lián)p傷。注膠修理應(yīng)用注膠修理也適用于緊固件孔邊分層和結(jié)構(gòu)邊緣部位分層、層合板的氣泡、脫膠等損傷修理。其他應(yīng)用采用無(wú)