航空复合材料结构修补技术与应用
航空复合材料结构修补技术与应用
航空复合材料结构修补技术与应用
陈先有;崔晶
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2007(000)006
【摘要】复合材料在航空工业领域的广泛应用可有效地改善飞行器的性能,随着这种应用的增加并为更有效地使用复合材料,迫切地需要发展可靠的修补技术.本文综述了航空复合材料修补方面的最新发展,包括修补原则和机械连接修补、胶接修补等修补技术,并就某型直升机复合材料结构损伤修补的典型应用进行分析.
【总页数】3页(P74-76)
【作者】陈先有;崔晶
【作者单位】陆航驻景德镇地区军事代表室,江西,景德镇,333002;上海飞机制造厂,工艺工程部,上海,200436
【正文语种】中文
【中图分类】TB323
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飞机复合材料结构修理技术的运用
复合材料结构修理技术是飞机领域 传感器 发送超声 波 ， 由另一侧 的传 感器接 于部分或整个厚度损份 隋况 。如果在厚层 发展 的一 项重 要技术 ， 其技 术发展 的快慢 收 ， 当超声波 经过 可能的分层 、 空隙 、 脱粘 板 上产生 内部分层 ， 并且 认为采 用注 射修 直接关系到我 国经济发 展与进步 。我 国该 或其它 结构变化 时 ，超声 波能量 会衰减 。 理 不合适 时 ，可以将 分层 的材料切 除 ， 形 领域 的研 究 人 员虽然 在 长期 的研 究 中有 该方法 是最常用 的首次 检查方 法 ， 且须 用 成适当 的挖补斜度 或每层 的阶差 ， 然 后采 了一定 的成果 ，但是在 实际 的运用 中 ， 仍 次要方法确定缺 陷类型。 用挖补 修理 。挖补修理 是通 常采用固化法 然存在着 一些 缺点和不 足 ， 并且这 些严重 二、 复合材料结构修 补 成型 ， 即修理 是采 用 预浸 料补 片 ， 然 后 和 和不足直接影 响了飞机的管理和维修 。因 飞 机 复合 材料 结 构修 理 技术 是 飞机 母板 一起固化 。挖补修理 的最主要的参数 此， 在 今后 的 飞机 领域 的发 展 中 ， 不 仅要 在 管 理与 维修 中一种 十分 重要 的 修理 技 就 是斜 接 式挖补 的 角度 和 阶梯 式挖 补 的 注重研究 出新 型的飞机 ， 同时还要在 一定 术 。从上述 的阐述 中我们可以清晰的了解 每层 阶差。 程度 上 重视 飞机 复合 材 料结 构修 理 技术 到 飞机复 合材料结 构类 型复 杂 ， 其特 点独 ２ 夹 层结构修补 。 的运用研 究 ， 从 而更大幅度 的促进 飞机复 特 ， 同时飞机 复合材料 损伤 的确定 更是具 （ １ ） 主要修理 方法。 蜂 窝夹层 结构 的修 有 一定的难度 。以上 的这些都给飞机复合 理方法主 要有 ： 打磨法 、 贴补法 、 挖补法 、 加 合材料结构修理技 术的应用和发展 。 飞机复合材料结构及分析 材 料 结构 修理 技 术带 来 了一 定的 压 力和 衬挖补法 。 ｌ 复 合材料 结构 的类型 与特 点 。飞机 困难 。本文在此对 飞机复合材料结构修理 （ ２ ） 修补 参数 确定 。修 理参 数设计 主 上使用 的复合 材料构件 主要有 ：层 压板 、 技术的几个方面进行了粗略的探索， 希望 要包 括两方 面的 内容 ， 一是 补片 和衬板 的 蜂窝夹芯结构和蜂 窝壁板结构 。 复合材料 能够 为飞 机复 合材 料 结构 修理 技 术 的进 形状 ， 补片 的形状 与挖掉 的损伤 区几何 相 层压板 是 由单 层板粘合 而成 ， 可 由不 同材 步发展提供一些有 益的帮助。 似 的形状 。在确定挖掉 的损 伤区域的形状 时， 应根据 损伤 的分布 区域 相对 规则 的几 质单层板 构成 ， 也可 由不 同纤维铺设 方 向 ｌ 层压板修补 。 一般 情况 取 圆形 ， 若损 伤 区域 细 上相同材质的备 向异性 单层板构成 。由于 （ １ ） 主要修理方法 。 层 压板 的修理方法 何 图形 ， 也可 取长 方形 ； 二是 补 片和 衬板 的 铺 这些单层 板在 厚度方 向的宏观 非匀质 性 ， 有 贴补 法 、 挖 补法和机 械修理 方法 等 。贴 长 ， 三 致使层压板具有备 向异性的特点 。 蜂 窝夹 补 法是将 修理材料 制成补 强板 ， 以外 补片 层参 数设计 ，包 括铺 层数和铺 层组 合 ； 芯结 构是 由 两块 薄面 板和 中间胶 接 低密 的形式连 接到原 结构的 损伤部位 ， 使 损伤 是补 片和衬板 的几何 形状设 计 ， 包括直 径 此方法 可以恢 复材料 结构 （ 搭接宽 度 ） 和 打磨斜 度 。修理 方法 不 同 ， 度的 夹芯 组 成 ， 面 板较 薄 ， 结 构 形式 为 层 部 位得 以加强 ， 压板 ， 主要 材料有 未预浸 或预浸纤 维玻璃 原强度的 ７ ０ ％ 左右 。 挖补法是将破坏的部 修补参数 也不一样 。 布， 预 浸单 向碳 纤 维带 或编 织 布 ， 芳 纶有 分 去除 ， 在损 伤部位加 入与原 强度一 致 的 综上所述 ， 飞机 复合材 料结构 修 理技 机 纤维布 等 ； 夹芯材 料有泡 沫塑料和 蜂窝 增 强 体 ， 此 方法 效 果优 于贴 补法 ， 但在 应 术对于 飞机 领 域的 发展 和进 步 有着 不 可 夹芯 。蜂 窝夹 芯有铝箔蜂 窝 、 芳纶 纸蜂 窝 急情况 下 ，挖补法 的适 用性不 及贴补法 。 忽视 的很重 要作用 。然而 ， 从上 述的 阐述 机 械 修理 方法 是 将两 块金 属补 片 夹在 损 中 ， 我们 可以 清楚 的 了解 到 ， 飞 机复 合 材 和玻璃布 蜂窝 。夹芯结构 上 、 下两 块面板 伤 处的 内外表面 ，用螺栓 等紧 固件 固定 ， 料 结构 修理 技 术是 一项 涉及 内容 十 分 广 承受轴向、 弯 曲和 面 内剪切 载 荷 ， 面 板和 此方法 虽然简单 稳定 ， 但是不 能用 于气动 泛 、 并且难度系数较高 的技术 。所 以， 对于 夹芯 之 间的 胶层 作 用是 把剪 切 载荷 传递 该技术 的进一 步研究具有很大的 困难 。因 到夹芯 ， 或者 从夹芯 传递到其 他相 连结构 要求高的外表面 。 上。 （ ２ ） 修补参数 确定 。贴补 修理 的参数 而 ， 在 今 后的 飞机 领域 的 发展 中 ， 相 关 的 ２ 复 合材料 损伤 的确 定 。复 合材料 的 主要 包括 补片 的大小 ， 补片 的厚 度 ， 补 片 专 业人 士 应该 不断 的加 强对 飞 机复 合 材 以及胶层 的设计等 问题 。 料 结构修理 技术 的重 视和研 究 ， 使得 飞机 损伤大 多 由以 下原 因产 生 ： 固化过程 中产 的铺层 ， 补片的大小 。 贴补 修理通常作为双面 复 合材 料结 构 修理 技术 能够 在 更大 程 度 生的空隙分层或尺寸的偏离， 飞机或零部 件在 地面 状 态受 到 由于操 作 失误 而 引起 搭 接的 一半来考虑 ， 与 补片大 小直 接相 关 上 适用于飞 机的修理 ， 从 而保证 我国 飞机 为我 国交通 领域 的发 Ｉ 向 损伤 ，常见 的如工具掉 落冲 击损伤 ， 由 的参数是搭接长度 。考虑到国 内胶粘剂 的 运行 的稳定 和安全 ， 于环境引起的损伤 。复合材料的维修应考 性 能 、 不完 全胶 接 、 端 部分 层和 安 全系 数 展奠 定更为坚实的基础 。 虑到经济 性 ， 所以 出现对复合 材料 可能造 等 因 素 的 影 响 ， 搭 接 长 度 通 常 为 参 考文献 成损伤 的 因素 时 ，应首先 进行 目铡 检查 ， ２ ０ — ３ ０ ｍｍ， 例如损伤孔 的直径 为 ２ ０ ｍｍ， 则 【 １ 】 代永朝 ， 陈宜参． 飞机 复合材料 结构修理 ０ — ８ ０ ａｍ。 ｒ 工具的设计 ［ Ｊ 】 ． 机 电产品 开发 与创 新． ２ ０ １ ４ 评估是 否需要 无损检测 的方法 确定损 伤 。 补 片的直径大约 为 ６ ０ ２ ） ． 当可 能存 在 空隙 、 分层 、 脱胶 和芯 层 损伤 补 片的厚度 。对 于 贴补 修理 而言 ， 优 （ 等超 出可视范 围的损 伤时 ， 或者在 返修 中 化设 计 的要 求是补 片 的 内部 刚度 与母 板 ［ ２ 】 赵金 龙 ， 陈晓 宁 ， 耿勇， 张彬 ． ［ Ｊ 】 ． 玻璃钢 ／ ２ ０ １ ３ （ Ｚ ２ ） ． 某些 操作 如铺 层 移 除 、 打磨 、 切 割等 可能 的面内刚度应该相 同。由于贴补修理可 以 复合 材 料 ． 在补片 材料 『 ３ 】 陈普会 ， 肖Ｐ ｌ闪． ， 飞机 复合材料 结构的概 引起零件 更多 损伤时 ，应 进行 无损检 测 。 作 为双 面搭接 的一 半来处 理 ， Ｊ 】 ．南京航 空航 天 大学 学报 ． 以下为几种 常用的无损检测方法 。敲击检 和母板 材料的 弹性模量 相同 的情 况下 ， 最 率设计 方法 【 ２ ０ １ ２ （ ０ ５ ） ． 查 ：可用 来检 查零 件表面 三到 四层 空洞 、 佳的补片厚度应该是母板 厚度的一半 。 分层或脱 胶 。透 射法 ： 在零件 一侧放 置一 （ ３ ） 挖补修补 。挖补 修理 设计 可以用
浅谈复合材料在飞机上的应用与修理
浅谈复合材料在飞机上的应用与修理通过整理的浅谈复合材料在飞机上的应用与修理相关文档，希望对大家有所帮助，谢谢观看！【【关键词】复合材料；飞机；应用；修理一、复合材料概述1.基本分类复合材料在本质上是一种混合物，近年来，它在各个领域都得到了广泛应用，取代了很多传统材料。
一般来说，按照组成材料可以将其划分成金属和金属复合材料、非金属和金属复合材料、非金属和非金属复合材料。
按照它的结构特点又能够分为以下几种：第一，纤维增强复合材料。
将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。
如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
第二，夹层复合材料。
由性质不同的表面材料和芯材组合而成。
通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。
分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
第三，细粒复合材料。
将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。
第四，混杂复合材料。
由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。
与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。
2.成型方法复合材料的成型方法按基体材料不同各异。
树脂基复合材料的成型方法较多，有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。
金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。
前者是在低于基体熔点温度下，通过施加压力实现成型，包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。
后者是将基体熔化后，充填到增强体材料中，包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。
二、复合材料在飞机上的应用1.在机体结构的应用机体是典型的对重量敏感的结构，外形复杂且零件尺寸较大，适合复合材料在机体结构上的应用，提高机体的损伤容限，使飞机的操作更加安全可靠，满足飞机的碰撞吸收能量和隐身结构的设计要求。
复合材料在飞机上的应用与修理
形# 轻小型飞机的结构简单&壁薄&受载小"采用复合材料并不
经济#
二飞机复合材料结构修理
一 补片式修理技术
'$(外搭接补片胶接法# 在通过外搭接补片胶接法进行修
复的过程中"最佳补片厚度应为母版厚度的一半"并根据母版
厚度进行设定和调整"搭接长度要考虑到我国胶黏剂的使用性
能# 具体试验表明"刚硬材料不能够起到很好的效果"软补片
维空间信息测量角点的欧式距离测量距离的相对误差在 %& ,SP/bBSC/A- c &EBS-TS,C/A- A- @SCC;B- F-SPNT/TS-[ =S,R/-;#-2
'Hd V)&)Hd 之 间 波 动 满 足 室 内 移 动 机 器 人 的 测 量 定 位 C;PP:;-,; )%%% ))$$ $((%2$((3&
胶接强度低"在飞机运行维修过程中经常出现问题# 胶粘剂的
强度会影响胶接口的强度"要根据使用材料的性质进行修复#
')(外搭接补片机械连接法# 补片材料的选择具有自主
性"修补过程中没有统一标准"可以是金属板"也可以是复合材
料面板"保证在飞机材料出现问题时及时的进行解决"这种方
法在连接过程中要考虑到腐蚀问题#
)注射法 注射法可以对复合材料的损伤区进行有效的 修理特别是外层和边缘分层的损伤注射法的使用过程是以 常温固化和加热固化的形式在损伤区注入树脂进行修复
的几何特征 绘制的标定板中每个棋盘格的边长为 )%ZZ因 动且测量线段长度的相对误差在 %&'Hd V)&)Hd之间波动
飞机复合材料结构修理技术
飞机复合材料结构修理技术1 复合材料在飞机上的应用复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。
一般由基体材料和增强材料所组成。
复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。
随着玻璃纤维、凯夫拉、碳纤维等复合材料的发展，并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。
在飞机上翼尖小翼、雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标志着飞机设计上复合材料的重新应用。
从那时起复合材料在这些部件上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。
波音747使用了超过10000平方英尺表面的复合材料结构。
在过去几年当中先进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上[2]。
显而易见对基本复合材料结构和复合材料结构修理技术的理解对航空企业特别是航空维修企业是多么重要。
2 复合材料结构修理技术飞机复合材料的修理目的是最大限度的恢复飞机结构的完整性和安全性，主要修理的效果如何与多种因素有关，如修理后的强度、耐久性、气动平滑度、重量、工作温度、环境因素等[3]，强度主要考虑恢复结构的刚度、静强度和疲劳强度，因此，为了避免修理中出现意外的错误，必须严格按照一定的操作规程进行，一般的修理程序为：找出损伤区域→评估损伤的程度→损伤应力的评估→修理方案设计→修理结构的准备→补丁的制造→补丁的安装→修理后的无损检测。
当今复合材料修理的主要工艺有以下几种：2.1 复合材料的连接和打孔飞机复合材料不同于其他金属或合金材料，由于自身的特点，在修理时容易出现下列问题[4]：复合材料件装配前的钻孔困难，容易磨损钻具，钻孔附近易出现分层现象；复合材料与金属件连接时，由于电位差较大，容易腐蚀金属件；复合材料装配时易造成损伤等，基于这种种原因，必须对打孔和连接工艺做特殊的处理，才能保证复合材料件的安装和修理后的使用安全。
飞机复合材料修理技术研究
飞机复合材料修理技术研究复合材料在飞机领域的应用范围越来越广泛，在制造和使用过程中出现了各种结构缺陷和损伤，因此对复合材料的修理和维护成为重要的研究领域。
对飞机复合材料的合理维修可以有效降低成本，提高飞机的安全系数。
主要对复合材料在飞机领域的应用进行了介绍，总结了常见的复合材料维修方法。
标签：复合材料;维修;应用一、复合材料的结构构成该机型所使用的复合材料是由玻璃纤维或由环氧树脂基体（树脂）制成的碳布组成的。
环氧树脂基体可以保护纤维，并转移分布在纤维上的载荷。
环氧树脂是一种热固性材料，一旦其形状成型，将不再改变。
纤维具有抗拉强度高的特点，但其抗压和弯曲强度较低;环氧树脂基体具有较高的抗压强度和剪切强度。
其中，固体压板（层压板）结构是由一个或多个纤维布和环氧树脂基体铺层组成的;二级胶接是用胶粘剂将预固化的复合材料零件固定的结构连接;夹层结构是由两个包围着闭孔泡沫芯的层压板组成的。
二、飞机复合材料的维修技术2.1飞机复合材料的维修准则在飞机复合材料的维修中，需要满足以下几点要求：1）满足飞机的载荷和强度要求;2）满足结构的刚性要求;3）满足耐久性要求;4）满足气动光滑性要求;5）修理后增重效应小;6）修理的时间短、成本低。
2.2飞机复合材料修理方法在飞机复合材料的修理方法中，主要包括了贴补法、挖补法、注胶法、机械连接法等方法。
按照连接形式划分，可以分为机械连接修理和胶接修理两种。
（一）胶接修理胶接修理是飞机复合材料最为常见的修理方法，在飞机复合材料中主要采用的结构形式是层合板和复合材料蜂窝夹芯结构。
在复合材料蜂窝夹芯结构的修理中主要是层合板和芯材的修理两个方面。
在复合材料修理的分类中，可以根据补片与原结构的位置分为贴补修理和挖补修理。
（1）贴补修理在贴补修理中主要是在损伤结构的外表面胶黏固定补片的修理方式，通过贴补修理可以恢复损伤构件的结构强度和刚度。
首先将损伤区域的结构清除，打磨成圆孔，也可以根据实际需求打磨成任意形状。
航空复合材料结构修补技术与应用
航空复合材料结构修补技术与应用摘要：航空领域复合材料用量不断增加，复合材料结构维修研究相对滞后.本文概述并分析了航空复合材料结构维修技术的现状，并重点介绍了现阶段使用的航空复合材料结构修补技术；目视检查及无损检测定位损伤.综合考虑，确定维修区域和维修方法；维修后检测.关键词：航空；复合材料；修补技术一、航空复合材料结构的修补原则1.1基本的修补原则航空复合材料的基本修补原则主要包括了便捷性、时效性、经济效益以及使用性能的恢复等诸多方面。
具体来看，第一，需要修补之后的强度和硬度满足使用要求，同时还需要保障材料在结构性上的完整，无论是承载状况还是使用性能都能恢复到标准水平。
第二，需要在修补的过程中要尽可能少影响机械整体结构、重量以及其他性能，控制在可接受的标准范围内。
第三，还需要材料表明的平整性、光洁度以及完备性，这主要是为了保障航空设备的外形不发生变化，减少对设备的启动影响。
第四，由于修补具有较强的操作性，同时不需要太多的器材和设备。
第五，修补具有在经济效益是符合标准的，需要保障成本是处于可接受的范围内。
1.2结构性修补的原则对于从事修补的技术人员来说，除开对于基本修补原则的注重之外，还需要对结构性修补原则引起重视。
首先，需要保障修补通道的预设置，方便今后检修工作和强化工作的进行。
其次，要对频繁损坏的位置进行设计方案上的优化。
最后，还需要强化对组合构件的设计和应用，降低单一项目修补所带来的难度，及其对整体结构的影响。
除此之外，还需要尽量减少对整体构建的置换和装卸，进一步避免安装所带来的时间成本。
二、航空复合材料结构的修补技术分类2.1机械连接类这类修补技术主要是通过连接或者铆接以达到相应的目的。
一般来说，即是在修补位置外表采用螺栓或铆钉进行固定补片修补，即可保证损坏位置的载荷传递路线又能够恢复其功能，而其优点也显而易见，即不存在复杂操作，避免修补过程的冷藏加热，所以设备功能要求较低，最后修补连接件位置处理不需要太多需求，同时施工更加快捷，修补性能十分可靠。
复合材料结构修理常用方法
复合材料结构修理常用方法1. 引言复合材料在航空、汽车、船舶等领域得到越来越广泛的应用，其优异的力学性能和低密度使得复合材料结构成为一些特殊领域的选择。
因为其特点，复合材料在受损后进行修理时需要特殊的考虑。
本文主要讨论在航空领域中的复合材料结构常见的修理方法。
2. 损伤评估和表征在进行复合材料结构修理之前，必须先进行损伤评估和表征。
在损伤表征中，要了解受损部位的尺寸、形状、深度、类型以及受损的程度等信息。
对于损伤的类型，包括裂纹、孔洞、烧穿等，需要进一步分析其性质和影响，以便确定后续修复方案。
3. 常见的修理方法3.1 外补丁法外补丁法是一种在结构中增加补丁的方法。
其主要步骤包括往受损区域周围贴上预制的复合材料片，使用胶水固定住，然后进行碳化处理，接着进行表层处理以及终端加工。
这种方法的优势在于处理时会对整个结构有较小的影响，同时成本和维护工作也较少。
但是在一些情况下，使用外补丁法可能会对结构的流线性产生一定的影响。
3.2 内补丁法内补丁法是一种在复合材料结构内部添加补丁的方法。
首先将受损区域周围挖去一定量的复合材料，并将补丁塞入然后对其进行胶接和热处理。
这种方法需要在深度困难区域内施工，因此通常需要使用专业设备。
在对结构产生影响时，内补丁法表现良好。
3.3 局部替换法局部替换法是一种把受损的结构部件替换为新的构件的方法。
这种方法会更改结构的刚度、质量等结构特征，也会对结构强度产生影响。
通常，该方法仅在不得不对结构进行深刻改变的情况下使用。
3.4 补丁替换法补丁替换法是一种将已损害的叶子或层替换为新的部件的方法。
这种方法通常会影响到结构的刚度，需要对结构进行重新设计。
4. 结论复合材料结构因其特性而得到广泛应用，对其损伤进行的修复需要考虑到结构的几何形状以及其深度和损伤类型。
本文介绍了外补丁法、内补丁法、局部替换法和补丁替换法等常见的修理方法，但根据具体情况仍然需要进行选择和评估。
在选择一种修理方法时，需考虑到其对结构特性的影响，既要保证了结构损伤得到有效修复，又不会对结构力学性能产生负面影响。