飞机复合材料结构损伤和检测维修方法分析
飞机复合材料结构损伤与检测—复合材料结构损伤检测方法
最小检测区域原则
红外成像检测法特点
红外线照相检测法也是一种非接触式检测方法。它具 有灵敏度高、检测效率高和缺陷显示直观等优点，可用于 检测复合材料结构件的脱胶、分层以及蜂窝夹芯结构中的 积水。
应用
检测雷达罩积水
1
检测出蜂窝夹芯结构的积水区域
1
复合材料面板与蜂窝芯脱胶
目视检测
目视检测 （ Visual inspection）
如果将WP-632连接到WP-632M上， WP-632检测数据可详细地显示 在WP-632M的液晶显示器上并存储。通过数据线，还可将检测数据传送到 个人电脑。
红外成像检测法
红外成像检测法 Infrared thermography
红外线成像检测法利用被检物体不连续性缺陷区域 热传导性能不同导致的物体表面红外辐射能力差异， 通过红外摄像将红外辐射差异转化为可见的温度图像， 从而确定物体损伤或缺陷。
“啄木鸟”检测仪
日本MITSUI公司生产的“WP-632/632M 型啄木鸟（wood pecker)” 是一种带有声光报警、操作简便的分层敲击检测仪，如图5.9示。其工作原 理为：首先采用标准试块或选择被检查部件符合粘接质量要求区域作为检测 基准，然后使用WP-632敲击被检测区域并通过声音差异分析判断是否存在 分层。如果发现分层，检测仪的“红色” 指示灯亮并有报警声。
敲击法
敲击法（TAP TEST）
敲击法是一种采用硬币、专用敲击棒、敲击锤或者敲击仪等轻轻 敲击复合材料结构表面，通过辨听敲击构件时的声音变化来确定 损伤的检测方法。
航空复合材料的损伤与维修
航空复合材料的损伤与维修在航空领域，复合材料被广泛应用于飞机的结构件和舱内装饰。
复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，因此在航空工业中得到了广泛的应用。
与传统金属材料相比，复合材料在使用过程中更容易受到外部环境和操作方式的影响，容易受到损坏，这给航空安全带来了一定的隐患。
对航空复合材料的损伤及维修问题进行深入了解和研究，对确保航空安全和提高飞机使用效率具有重要意义。
飞机在飞行过程中，难免会受到外部环境的影响，比如气流冲击、风刮等各种因素都可能对飞机及其结构件造成损伤。
相比传统金属材料，复合材料在受力过程中表现出不同的特性。
当复合材料遭受冲击或者重载时，可能产生裂纹、破损等各种形式的损伤。
这些损伤可能因为轻微而被忽略，但长期积累下来会对飞机的结构安全性造成威胁。
对航空复合材料的损伤进行及时、有效的诊断十分重要。
针对航空复合材料的损伤检测，目前主要有几种常见的方法。
一种是目视检查法，也就是人工检查，通过人眼观察来判定复合材料是否存在明显的破损或者裂纹。
这种方法直观简便，但存在主观性较强、检测范围有限等问题。
另外一种方法是使用超声波检测技术，这种技术可以有效地检测出复合材料内部的隐伏裂纹。
还有X射线检测、激光扫描等多种检测方法都被应用于航空复合材料的损伤检测工作中。
通过这些方法，可以及时准确地发现复合材料的损伤，并做出相应的维修决策。
当航空复合材料出现损伤时，适时的维修是至关重要的。
在过去，对于复合材料的维修工作主要采用的是传统的金属材料的维修方法，如焊接、铆接等。
这些方法并不适用于复合材料，因为复合材料的特性决定了其在设计、加工、维修等方面需要采用不同的方法。
在航空复合材料的维修中，需要考虑复合材料的特性和工艺技术，选择合适的维修方法，以确保维修后的结构件能够恢复原有的性能，同时保证飞机的使用安全。
近年来，随着复合材料技术的不断发展，针对航空复合材料的维修方法也得到了迅速的发展。
目前，针对不同类型的复合材料损伤，已经出现了多种不同的维修方法。
航空复合材料的损伤与维修
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
它由于具有较高的强度和较轻的重量，被广泛应用于航空工程领域。
由于其特殊性质，航空复合材料在使用过程中容易发生损伤。
为了保证航空器的安全和可靠性，对航空复合材料的损伤进行及时修复是十分重要的。
航空复合材料的损伤主要包括破裂、断裂、裂纹、划痕等。
最常见的损伤是裂纹。
裂纹的形成通常是由于受到外界的力或者材料内部的应力超过了其承载能力所致。
一旦发现裂纹，就需要进行及时修复。
航空复合材料的修复可以分为表面修复和体内修复两种方式。
表面修复是指对复合材料表面的损伤进行修复，常用的修复方法包括填补、粘接、加固等。
体内修复是指对复合材料内部的损伤进行修复，常用的修复方法包括填充、胶粘剂注入、层间粘接等。
航空复合材料的修复过程需要经过以下几个步骤：首先是损伤检测，即对损伤的位置、形状和大小进行检测和评估。
其次是损伤准备，即清除材料表面的污垢、残渣和脱层，为修复作业做好准备。
然后是修复材料的选择和准备，根据损伤的性质和位置选择恰当的修复材料，并进行预处理。
最后是修复操作，根据修复方法进行具体操作，完成对航空复合材料的修复。
航空复合材料的修复需要注意以下几个方面：首先是修复材料的选择，修复材料必须具有良好的粘接性能和与被修复材料相当的物理性能，以确保修复后的复合材料具有稳定的力学性能。
其次是修复过程的控制，修复过程中应控制好温度、湿度和时间等参数，以确保修复效果。
最后是修复质量的检验，修复完成后，需要对修复后的航空复合材料进行检验，以确保其质量和安全性能。
航空复合材料的损伤与维修是航空工程领域中非常重要的一个方面。
对航空复合材料的损伤进行及时修复，可以保证航空器的安全和可靠性。
在修复过程中，需要注意修复材料的选择、修复过程的控制和修复质量的检验，以确保修复效果。
随着航空工程技术的不断发展，对航空复合材料的损伤与维修也将不断完善和提高。
航空复合材料的损伤与维修
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是指由不同材料组合而成的复合材料，常见的组合材料包括碳纤维、玻璃纤维、环氧树脂等。
航空复合材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀性能好等优点，因此在航空领域得到了广泛应用。
随着航空器的使用和老化，航空复合材料可能会受到各种不同类型的损伤，这些损伤包括裂纹、划痕、穿孔等。
对于航空复合材料的损伤进行及时有效地维修至关重要，不仅可以延长航空器的使用寿命，还可以保证航空器的飞行安全。
航空复合材料的损伤主要分为表面损伤和内部损伤两类。
表面损伤包括划痕、凹坑、油污等，这些损伤不仅影响了航空器的外观，还可能导致材料的性能下降。
内部损伤主要包括裂纹和穿孔等，这些损伤不易被发现，但会对航空器的结构稳定性和安全性产生严重影响。
航空复合材料的损伤必须得到及时的检测和维修。
对于航空复合材料的损伤维修，首先需要进行全面的损伤检测和评估。
通过超声波检测、X射线检测等手段，对航空复合材料的表面和内部进行全面检测，评估损伤的性质和程度。
根据损伤的情况，选择合适的修复方案。
对于表面损伤，可以进行修复剂填补、磨砂、打磨等方法进行修复；对于内部损伤，可以通过注射胶体、粘接等方法进行修复。
在进行维修时，还需要考虑到航空器的使用环境和工作条件，以保证维修后的航空复合材料能够满足飞行安全的要求。
值得注意的是，航空复合材料的损伤维修需要遵守严格的标准和规范。
航空复合材料的损伤维修工艺需要符合航空工业标准，以保证维修后的航空器能够符合飞行安全的要求。
在进行航空复合材料的损伤维修时，还需要考虑到航空器的材料特性和结构特点，以保证维修后的航空复合材料能够满足航空器的使用要求。
飞机复合材料的修理方法—复合材料结构修理方法
适用范围
在复合材料结构修理中，机械连接修理适用于被修理件较厚 且对气动外形要求不高的结构件以及外场快速修理。
根据连接紧固件的种类，机械连接修理可细分为螺接修理 和铆接修理。
修理主要考虑因素
01 补片的材料种类及厚度； 02 紧固件种类、数量； 03 紧固件排列方式； 04 正确的制孔工艺； 05 制孔对原结构强度造成的影响； 06 紧固件的装配与密封。
补片材料
• 补片材料可以是金属板或者复合材料预固化层合板。金属 板材料一般为钛合金板、不锈钢板或者铝合金板。
• 当铝合金板与碳纤维复合材料连接在一起时，需采取电偶 腐蚀防护措施。通常采用在铝合金板与碳纤维结构之间铺 一层玻璃纤维布或涂一层密封胶使它们隔开。
气动外形要求
对于飞机气动敏感区域的外部加强修理，一般需要采用埋头紧固件。 此时补片必须有足够的厚度，以便安装埋头紧固件。
时，修理材料要与固化温度要匹配
修理方法决定因素
复合材料结构修理是否采用热修理以及采用哪种温度，除了取决于损 伤结构原来采用何种固化温度制造外，还要考虑到损伤的程度、结构 种类以及修理方法。如果损伤范围较小或者临时性修理，可采用低于 原固化温度的固化温度修理。
某机型副翼层合 板修理方案
修理工作流程
➢ 封装是抽真空、加热固化前的必要工序。
冷修理
在室温下固化的修理又称为冷修理。冷修理一般应用于 受载不大或者次要复合材料构件修理。为了缩短树脂的 固化时间，有的时候冷修理也采用加热固化，但通常加 热温度不超过150oF。
冷修理一般不用在高应力区和主要结构件的修理上。
热修理
需要在一定温度下加热固化的修理又称为热修理 加热温度：200oF～230oF、250oF和350oF 200～230oF温度适用于采用湿铺层料的修理 250oF和350oF两种温度适用于采用预浸料的修理 复合材料主要结构一般采用热修理。采用热修理
航空复合材料的损伤与维修
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是由不同材料的复合而成，具有轻质、高强度、耐腐蚀和耐疲劳等特点，因此在航空工业中得到了广泛的应用。
航空复合材料在使用过程中可能会受到各种外部因素的影响，从而产生不同程度的损伤。
损伤的及时发现和修复对于保证飞机的飞行安全和延长使用寿命至关重要。
对航空复合材料的损伤与维修进行深入了解和研究是非常有必要的。
航空复合材料的损伤类型主要包括表层损伤、孔洞、压缩损伤、剪切损伤和褶皱等。
表层损伤是最常见的一种损伤类型，通常是由于外部冲击或者磨损造成的。
孔洞则是由于外力穿透复合材料而产生的，比如碰撞或者腐蚀等原因会导致复合材料表面产生孔洞。
压缩损伤和剪切损伤则是由于外部载荷作用在材料表面上引起的，而褶皱损伤则是由于扭曲或者撞击引起的。
这些损伤类型的产生会导致航空复合材料的性能下降，甚至对飞行安全构成威胁，因此需要及时进行修复。
航空复合材料的维修方式多样，常见的维修方法包括表层维修、穿孔维修、压缩维修、剪切维修和褶皱维修等。
表层维修主要是通过填充材料、修补材料或者热固型备用层来修复表面损伤。
穿孔维修则是通过填充材料、镶补材料或者添加支撑来修补孔洞。
压缩维修和剪切维修主要是通过添加支撑或者填充材料来修复压缩损伤和剪切损伤。
而褶皱维修则是通过热固型备用层、填充材料或者挤压来修复褶皱损伤。
这些维修方法需要根据具体损伤类型和损伤程度来选择，以确保修复效果和飞行安全。
航空复合材料的损伤与维修是一个复杂而严谨的过程，需要有专业的知识和技能来进行。
对于损伤的检测和评估，需要利用一系列的无损检测技术和工具来确定损伤的类型与程度。
对于维修材料和工艺的选择，需要根据实际情况来确定最合适的方法和材料，以确保维修效果和材料性能的匹配。
维修过程需要遵循严格的规范和流程，以确保维修效果符合要求，并且飞行安全得到保障。
在航空复合材料的损伤与维修过程中，有一些常见的问题需要引起重视。
是维修材料与基材之间的兼容性问题，选用的维修材料需要与基材具有良好的兼容性，以避免在使用过程中产生新的损伤。
飞机复合材料结构修理总结
飞机复合材料结构修理总结飞机复合材料结构修理是航空维修中的重要工作之一，以下是对飞机复合材料结构修理的总结：1. 仔细评估损伤：在进行复合材料结构修理之前，必须仔细评估损伤的类型、范围和严重程度。
这包括使用适当的检测工具和技术，如超声波探伤或热红外成像，来确定损伤的位置和扩展情况。
2. 选择修复方法：根据损伤的性质和位置，选择适当的修复方法。
修复方法可以包括表面修补、填充修复、层压修复或补强修复等。
选择修复方法时要考虑到结构的强度和刚度要求，以及修理后的重量和性能影响。
3. 准备工作：在进行修理之前，必须对修复区域进行适当的准备工作。
这包括清除损伤区域周围的污垢和残留物，清理表面以确保良好的粘接或结合。
4. 材料选择和制备：选择适当的修复材料，如复合材料补片、粘接剂或填充剂。
材料的选择应考虑到与原材料的兼容性和结构要求的匹配性。
在使用之前，要确保修复材料经过适当的制备，如切割、打磨和涂覆。
5. 修复操作：按照修复方案和操作规程进行修复操作。
这可能涉及到粘接、固化、热处理或压制等步骤。
在操作过程中，要严格控制时间、温度和压力等参数，以确保修复的质量和一致性。
6. 检验和测试：完成修复后，必须进行检验和测试以验证修复的有效性和质量。
这包括使用非破坏性测试方法，如超声波检测或光学显微镜观察，来检查修复区域的完整性和质量。
7. 记录和报告：对修复过程和结果进行记录和报告。
记录包括修复方案、使用的材料和工艺参数，以及检验和测试结果。
这些记录对于后续的维护和审计是必要的。
总而言之，飞机复合材料结构修理需要严格的操作和控制，以确保修复的质量和可靠性。
只有经过合适的评估、选择合适的修复方法、正确准备和操作、进行检验和测试，并记录和报告修复过程，才能有效地修复飞机复合材料结构，并确保飞机的安全和性能。
航空复合材料的损伤与维修
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是航空领域中使用非常广泛的一种材料，它因具有高强度、轻质和耐腐蚀等优点而受到航空制造业的青睐。
航空复合材料在使用过程中很容易受到损害，而且一旦受损，其修复也颇具挑战性。
本文将着重讨论航空复合材料的损伤类型、对修复的影响以及常见的修复方法。
一、航空复合材料的损伤类型航空复合材料的损伤种类相对较多，主要包括以下几种：1. 冲击损伤：机身在高速飞行时容易受到外部物体的撞击，如鸟类、冰雹等，导致复合材料表面的凹陷、开裂或穿孔等损伤。
2. 磨损损伤：机身在飞行中所受到的空气动力学和大气环境的影响，可能导致表面磨损和龟裂。
3. 静载荷损伤：长时间使用或超负荷使用导致的损伤，如疲劳裂纹、层板剥离等。
4. 热损伤：高温环境下，复合材料会因受热膨胀、层板变形而产生损伤，如树脂老化、层板分层等。
5. 化学损伤：如受到化学品腐蚀或大气环境中含有腐蚀性物质而导致的化学损伤。
以上几种损伤类型都可能对飞机的安全性和性能造成影响，因此损伤后需要及时进行修复。
航空复合材料的故障修复工作是非常复杂和技术含量较高的工作。
不同类型的损伤会对修复工作产生不同的影响，主要包括以下几个方面：1. 结构强度影响：部分损伤可能导致结构强度的下降，如果严重损伤未得到修复，可能对飞行安全产生严重风险。
2. 性能和寿命影响：损伤修复质量的好坏会直接影响到复合材料的使用性能和寿命。
3. 修复成本和时间：不同类型的损伤修复所需的成本和时间也会有所不同，一些较为严重的损伤修复可能需要更多的成本和时间。
4. 修复复杂度：不同类型的损伤可能需要不同的修复技术和材料，因此修复的复杂度也会有所不同。
在进行复合材料损伤修复时，需要全面考虑到以上因素，选择合适的修复方法和材料。
对于航空复合材料的损伤修复，其修复方法和材料种类繁多，下面为大家介绍一些常见的修复方法：1. 粘接修复：粘接是一种常用的复合材料修复方法，通常使用环氧树脂等粘合剂将损伤部位补复。
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飞机复合材料结构损伤和检测维修方
法分析
摘要：随着经济的高速发展，我国民航制造行业已经进入自主研发阶段，航
空制造水平持续提升。
在制造飞机的过程中，复合材料的应用极为广泛，应用比
例也在不断扩大，这使得其维修工作也越来越重要。
基于此，本文简单讨论飞机
复合材料结构常见损伤，深入探讨检测维修方法，具体涉及目视法、敲击法、注
射法、涂层法等内容，希望研究内容能够给相关从业人员带来一定启发。
关键词：飞机；复合材料；损伤；检测维修
引言：制造飞机所使用的复合材料，具有强度高和比刚度高等特点，能够在
一定程度上减轻飞机整体的重量，还拥有破损安全性较高、抗腐蚀等优点。
复合
材料在实际使用的过程当中，会出现各种各样的损伤，对其进行维修、检测非常
重要，合理的检测维修不仅能够避免出现安全事故，还能满足企业发展需要。
1.飞机复合材料结构常见损伤
1.1划伤
复合材料结构当中划伤和凿伤是常见的损伤类型，属于线性损伤，需要工作
人员对破损的长度和破损深度进行详细的检查，以此来进行有效区分。
其中划伤
是因为材料和尖锐物体进行了直接接触，从而造成了一定长度和深度的线性损伤，而划伤相对于划伤来说则更加宽，也可能是相对更深程度的损伤。
1.2刻痕
在复合材料结构当中刻痕属于小区域损伤，需要工作人员对损伤处进行仔细
检查，从其是否穿透表层来判断是否属于刻痕损伤。
1.3分层
分层和脱胶这两种情况相对来说比较相似，需要工作人员检查其复合材料的内部，确定出现损伤的位置来判断属于哪种损伤情况。
其中分层是复合材料的层合板结构当中，各个纤维层之间出现剥离破坏，而脱胶则是复合材料结构当中，蜂窝和纤维层之间出现剥离破坏。
1.4穿孔
在损伤问题当中，凹坑和穿孔也是比较相似的损伤情况，需要工作人员对损伤的部位进行检查，确认破坏的深度和穿透复合材料的厚度来区分属于哪种破损情况。
1.5雷击
在实际的应用当中，复合材料因受到雷击或者明火从而引起复合材料的烧蚀损伤，对这种损伤问题检查工作比较简单，只需要人工观察材料表面就可以找到损伤的位置和相应的问题。
1.6凹坑
这种损伤问题相对来说比较复杂，其中包括高能冲击、中等能量和低能量。
需要工作人员对于损伤部位进行信息采集，通过对数据进行科学分析，以此来确定损伤程度。
2.飞机复合材料结构损伤检测维修方法
2.1飞机复合材料结构损伤检测方法
目前应用到实际的无损检测方法存在十几种，但对于复合材料损伤进行有效检测的方法主要分为以下几种：一是目视法，目视检查法相对来说是目前应用最广泛、直接的检测方法，这一方法是利用内窥镜和放大镜对目标的内部和表面进行合理观测的方法。
主要用于设备表面变色、裂纹、划伤、变形断裂等情况的检查，而且在透光玻璃钢材料当中可以更好应用，能够通过透射光对其内部进行仔细检查，从而确定当中存在的某些缺陷。
二是敲击法，在胶接结构当中，敲击检测是目前最有效且快捷的检测办法，在蜂窝夹芯结构和胶接结构当中对于外场检
测应用比较广泛，其具有检测准确性高、速度快等特点。
敲击检测可以使用硬币
敲击或者使用专用工具进行敲击，都能够达到需要的检测效果。
三是声阻法，这
一检测方法是使用声阻仪，在蜂窝胶结结构当中存在粘接良好的区域，也存在粘
接的缺陷区域，这两个区域的表面机械抗阻存在明显差异，声阻仪能够对这一特
点进行合理的分析和检测，在铝制单蒙皮中应用比较广泛，同时也应用于蒙皮和
垫板当中蜂窝胶结结构对于板芯分离缺陷的检测工作。
这一方法主要的特点为点
接触干耦合，并且不需要使用耦合剂，操作过程也相对比较简单，容易实行。
四
是谐振法，这种检测方法主要是使用胶接检测仪，对声波传播特性进行合理地分析，从而实现对于胶结结构进行无损检测。
这一方法主要应用在曲率半径大于
500毫米的金属蜂窝胶接的检测工作当中，能够实现对于单侧蒙皮脱粘缺陷的检测。
五是超声法，这种检测方法是向缺陷界面发射定向超声波从而出现反射情况，或者其穿透的能量出现下降等原理进行具体检测工作，对于反射回波时间和穿透
超声波的强度进行合理分析从而确定缺陷的检测方法。
这种检测办法的主要优点
在于穿透力度相对较大，比如在钢材料当中检测深度能够达到一米以上，在检测
平面型缺陷的过程当中，灵敏度也相对比较高，能够确定缺陷的大小和深度。
利
用超声波进行探查缺陷的应用相对比较广泛，可以根据其工作原理分为共振法、
反射法和穿透法，根据相应的显示方式可以分为立体成像显示、C型平面等。
在
折现显示方式当中，C扫描相对来说检测速率更快且显示更加直观，是当前飞行
器零件等一些大型复合材料普遍使用的检测技术。
A扫描可以进行逐点覆盖检测，其检测设备相对比较简单，而且操作方便，但检测结果的可靠性相对偏低，和检
测人员的态度和水平有着直接的关系，主要用于外场复合材料检测[1]。
2.2飞机复合材料结构损伤维修方法
当前飞机所使用的复合材料出现损伤时，需要工作人员对其进行维修，当前
使用的修理方法主要分为补片式和非补片式两种，需要根据实际情况来选择修复
方式。
非补片式的修理方法主要用于对复合材料一些小损伤问题进行修理，这种
方法相对来说操作比较简单，而且在外场使用的过程当中比较方便。
常用的非补
片式方法主要分为以下几种：一是注射法，这种方法主要是将树脂通过相应的技
术手段注入损伤区，利用加热固化或者常温固化的方式，对复合材料当中的损伤
进行有效修理。
这种修理方法通常应用在小分层或者小脱胶域等进行修复工作。
二是混合物填充法，这种修理办法和注射法比较相似，填充物需要替换为树脂和纤维的混合物，这种修复办法也用于小范围的修复工作。
三是涂层法，这种修复方法对于表面的导电层、防腐层和密封层等进行有效修复。
四是抽钉法，这种修复方法需要在脱胶区或者分层区加入抽钉，从而达到加强的效果，以此来恢复其传载能力，有效控制损伤部分的发展，是当前使用比较广泛的非补片修理办法。
补片修理方法主要应用于较大损伤的修复，其操作过程相对比较复杂，根据修复使用的材料和技术等主要分为外搭接补片胶接法、嵌入式补片修理法和外搭接补片机械连接法三种。
机械连接法主要使用金属板材料，还可以使用复合材料，采用抽钉等一系列紧固件将其和母体进行机械连接，比较适合处理突发情况，对损伤部位进行紧急修理，在使用铝合金等金属进行补片的操作过程当中，需要注意腐蚀问题。
胶接法使用材料则是和母体相同的复合材料层合板，利用胶接的方式使其和母体进行连接，通常用于厚度较小的修理，强度恢复率比机械法高。
嵌入式修理办法属于永久性修理法，能够消除偏心弯矩，优化修复效果[2]。
结束语：随着时代的发展和科技的进步，飞机所使用的复合材料也在不断升级，这对维修工作提出了更高要求。
为适应时代发展，企业应该结合自身实际情况和行业发展需要，对相关技术进行不断完善和改进，进而更好推动民航制造行业的可持续发展。
参考文献：
[1]孔磊,邢瑞山.浅谈飞机复合材料结构损伤和检测维修方法[J].中国设备工程,2021(16):155-156.
[2]张冠彪,张利猛,刘衰财.民用飞机复合材料副翼结构损伤威胁评估研究[J].科技视界,2021(03):13-15.。