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。
飞机复合材料粘接修理技术及应用
关键词 ： 复舍材料 ； 粘接 ； 修理 中圈分 类号 ：Ｇ ９ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ １— ９ ２ ２０ ）２— ０ １ ０ Ｔ ４４ Ｂ １０ ５２ （０ ６ ０ ０ ５ — ２ １ 前言¨ Ｊ
飞机复合材料结构在鸟撞、 雷击 、 弹伤以及维护或操作
不 当等情况下 ， 非常容易发生 以冲击损伤 为主的各种 结构破
料粘接修理技术进行 了系统的论述和分析 。 ２ 飞机 复合材料粘接修 理的 ２种方法 Ｉ ４
Ｆｇ ３ Ｓ ｏ ｐ ｍｅ ｄ ｎ ｆ ｏ－ ｅ ｅｒｔ ｄ ｄ ｍａ ｅ ｉ ． ｃ ｏ － ｎ ｉｇ ｏ ｔｐ ｎ ｔ ｅ ａ ｇ ｓ ｎ ａ
飞机复合材料粘接修理可分为贴补和挖补 ２ 种基本的修
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应 用 技 术
粘 接 ２０ ２ （ ） ０ ７ ２ ６
。
飞机 复合材料粘接修理技术及应用
郑立胜 ， 李远才‘董玉祥 ，
（． 中科技大学材料科学与工程学院 ， １华 湖北 武汉 ４０７ ；． ３０４２空军第一航 空学 院， 河南 信 阳 ４４０ ） ６００ 摘要 ： 了飞机复合材料 的粘接 维修方法 ， 介绍 重点介 绍了胶 粘剂的热 固 、 波 固化 、 Ｓ柬 固化 及光 固化 的 化 微 ， － ｇ
飞行安全 。复合材料 的修理 方法 可分 为机 械修理 和粘 接修 理２ 大类。机械修理方 法存在着结构 增重较 多 、 区应力 修理 较大 、 理补 片影 响修 复区的电性能 等缺点 ， 修 因此 ， 目前复合
材料结构损伤 主要 采用 粘接 修理方 法 。本 文对 目前 复合 材
图 ２ 预 固片贴补修理
理方法 。贴补修理是在损伤结 构的外部粘贴补片 以恢复结 构 的强度 、 刚度及使用性能， 又分为预浸贴片与胶粘剂共 同固化 和将已固化 的贴片用 胶粘剂粘贴这 ２ 种方法 （ 见图 １２ 。这 、）
复合材料航空航天
航空航天用复合材料的研究现状、制备方法、原理和运用摘要：本文主要从复合材料的特点出发，针对在航空工业应用广泛的预形件成形和结构成形各项技术进行了全面系统的介绍。
并对其在航空航天中的应用情况以及发展难点和研发现状作了简要概述。
关键词：复合材料、航空制造、航空运用0.前言：复合材料（Advabced Composite Materirals ACM)成功地用于航空航天领域仅有20多年的历史，它具有比强度比模量高，可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能优越以及便于大面积整体成型等显著优点，显示出比传统钢、铝合金结构材料更优越的综合性能，在飞机上已获得大量应用，可实现飞机结构相应减重25%～30%，作为21世纪的主导材料，先进复合材料的用量已成为飞机先进性，乃至航空航天领域先进性的一个重要标志，是世界强国竞相发展的核心技术，也是我国的重点发展领域。
一．复合材料的概述1.1概念复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
1.2性能复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。
其特点是比重小、比强度和比模量大。
例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。
石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。
纤维增强材料的另一个特点是各向异性，因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。
以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料，在500℃时仍能保持足够的强度和模量。
碳化硅纤维与钛复合，不但钛的耐热性提高，且耐磨损，可用作发动机风扇叶片。
复合材料—复合材料的修复(航空材料)
(3) 热黏结修理 在这种修理中，首先清除已破坏铺层，将新的修补层用共固化修补，以得到一个
气动埋头修理。 优点：具有恢复原有形状及保持光滑气动外形的能力，可以剪裁成任意尺寸、任意蒙 皮厚度和纤维方向； 缺点：环氧树脂体需要冷藏，许多情况下固化需要热源和压力源。
2. 修理的方法
➢ 热修补 ➢ 用湿法完成先进复合材料结构的热黏合修理时温度为93-110℃，121℃或177
复ห้องสมุดไป่ตู้材料的修复
复合材料的修复
1. 修理的类型
➢（1）螺接修理 将预固化复合材料补片或铝补片铆接或螺接在破损区的这种用紧固件连接修理的方法
称为螺接修理。 优点：可以快速作临时性的修理； 缺点：有时候找不到通向部件或层合板后面的通道，不能使受压部位回复到修理钱的强 度。 ➢（2）冷黏结 将预固化的补片粘结在破损的表面的修理方法称为冷粘结修理。 优点：在正确的条件下，它可作为一种非常快捷的永久性修理； 缺点：需要手头有足够数量的一定厚度、一定铺层方向、一定直径和形状的补片，切不 能用于大面积的修理。
℃也可接受。结构维修手册为每个部件提供了修理数据，并规定了应用范围以 及最大尺寸。 ➢ 常用的维修工具：电热毯，电炉或者热压罐。 ➢ 冷修补 ➢ 使用湿法铺层材料的冷修补是在室温到66 ℃下进行的。为了加速树脂的固化时 间，允许使用电热毯、加热灯或者热空气烘箱。
航空复合材料结构修补技术与运用
补质量也可以得到保障。但是，这种修补 员具有一定的技术水平，同时，也要使用专 要保证加工表面的倾斜程度复合要求；其
技术在应用过程中还需要重视以下几个 门的设备、工具，而修补的关键难度在于台 次，是对损伤区域进行修补，可把胶膜、预
方面的内容：（1）要保证补片的质量，尺寸 阶的修整，需要技术和耐心并存，因为需要 浸料及其挡板放置于修补位置上，然后预
目前工业还发展出更多新型的修补， 再将温度提升至 120℃保持 2h，再让其自
胶来固定补片，实现对航空复合材料结构 即如电子束固化修补、光固化修补以及微 然降温。
的有效修复，保证设备结构的应用功能。 波修复等等。而这些修复法则往往具有较
结语：保证航空设备应用期间的安全
胶接修补方法在应用之后，损坏部位可以 快的修补效率，但是材料获得能量的方法 稳定，是航空行业发展期间的重要内容。设
术比较常用，在操作上比较方便，应用优势 见；阶梯修补与斜接修补法比较相似，就是 采用掏芯钻头确定盲孔位置。另外，修补位
较为明显。机械连接修补技术在应用过程 将损坏部位的截面处修整成阶梯形状，在 置需要以金刚石作为切割材料完成扩孔
中，没有较多的要求，施工流程比较快，修 填充新材料。这种修补法方法需要工作人 打磨，最后在对其表面进行完整加工，即需
技术探讨与推广
技术协作信息
复合材料在航空设备的生产中得到了广泛应用，航空复合材料结构质量关系到整个设备的应用安全。由于这类材 料的特殊性，在多种因素的影响下，航空复合材料很容易受到损坏，要想保证航空复合材料结构质量，一定要做好修补 工作。以往应用的金属材料修复方法不适合复合材料结构的修补，需要根据复合材料的损坏程度和工作环境等，采用 针对性的修补技术，实现修补技术的有效运用，为航空复合材料结构的完整性和应用稳定性奠定基础。
航空先进聚合物基复合材料的修补
航空先进聚合物基复合材料的修补
航空先进聚合物基复合材料的修补
国内外修补技术概况20世纪70年代初期,澳大利亚航空实验研究所开始复合材料的胶接修补技术研究,并在飞机结构维护中得到应用.例如,用碳纤维增强塑料和硼纤维增强塑料为澳大利亚皇家空军修补了C-130、F-111等飞机.1981年,美国也开展了该研究,并于1984年对c-141进行了复合材料的修补.英国和法国也同时开展了相应的研究工作.目前,航空先进复合材料的损伤修补已由原来用于军用飞机的修复发展到民用飞机,并形成了一个较完整的体系.例如,GMI、Heatcon等公司的修补仪和修补工具等系列产品;修补使用的树脂体系和胶粘剂如RP-377、CG1300、RP-7020、Redux319等;修补文件如SRM(结构维修手册)、CMM(部件维修手册)等.
作者：王云英孟江燕丁祖群王艺作者单位：王云英(西北工业大学)
孟江燕(南昌航空大学)
丁祖群(成都飞机工业集团公司)
王艺(广州飞机维修工程有限公司)
刊名：航空维修与工程PKU英文刊名：AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 年，卷(期)：2008 ""(2) 分类号：V2 关键词：。
航空复合材料结构维修技术的探究
在航空事业发展的过程中，总结出了大量的发展经验以及众多的生产技术，对于复合材料的大范围应用就是航空生产技术革新的重要表现，与以往的生产材料相比，复合材料的强度和可塑性能更加突出，可根据生产构件的需求，进行复合材料加工与生产，相对来说应用优势较为明显。
但在复合材料结构维修方面却存在一定的弊端，受到科技水平和资金能力的限制影响，针对复合材料结构维修技术的研发工作难以顺利开展，致使复合材料结构的资源利用率受到一定的威胁。
为此，需要加大对航空复合材料结构维修技术的研究力度。
一、航空复合材料的结构维修技术类型1.填充灌注法。
填充灌注法在一些零部件表面受损或者凹陷的结构维修中较为常用，主要是针对小程度受损状况所使用的维修技术。
一般而言，在零部件表面出现少量划痕和凹陷时，需要采用化合物和玻璃纤维对受损部位进行填补，并且使用布片对受损部位进行密封处理，使其与原有的结构形成一个完整的整体。
对零部件表面进行维修的主要目的是维系零部件的表面光滑性，使其自身的气动光滑性得到保障。
但由于此类维修技术仅适用于受损程度较小的维修工作，存在一定的制约性，需要配合其他维修技术共同发挥维修作用。
2.器械连接法。
该种维修技术主要是针对传递线路受损问题的修复工作，进行维修时，是借助螺栓连接结构以及外部材料，对传递线路进行重新连接，使其线路处于正常，且恢复使用的维修方式。
器械连接法的主要作业优势在于维修操作较为简便，在维修过程中无需对温度进行控制，且成本投入较小，维修效率较高。
但同时，此种维修技术也存在一定的弊端，即在连接外部材料和增加螺栓的情况下，会使飞机构件的承重压力增大，从而影响线路的承压性能。
为此，在进行外部连接材料选择时，会优先选取自身重量较小，且硬度较大的复合材料，所使用的螺栓也以小体积为主，进而降低线路维修过程中对线路自身承压能力的影响。
3.胶结法。
该种方式类似于器械连结式是对受损部位用外部的材料进行连结以达到对原线路的修补，但不同之处在于胶结式具有粘贴修补和挖填修补等多样的方法，在一定程度上具有可选择性。
通用飞机复合材料修补技术的研究
2019.21科学技术创新发生强震后，引发了诸多次生灾害。
2008年汶川地震发生后引发了诸多泥石流、崩塌、滑坡，导致居民地被掩埋、交通受阻，严重影响了灾后救援，特别是出现山体滑坡后，河道将面临堵塞，变成堰塞湖，直接为整个河流带来安全问题，对所有次生灾害来说，唐家山堰塞湖情况最为严峻。
在应用遥感技术的过程中，可以在海啸、堰塞湖、泥石流、滑坡、崩塌等次生灾害进行有效监测。
震源位置地理情况将对次生灾害产生决定性影响，此时采用的监测技术也有一定差异。
在出现内陆地质现象后，容易造成堰塞湖、泥石流、滑坡和崩塌等，主要出现在丘陵与山地，滑坡很容易引发堰塞湖和泥石流[3]。
滑坡的主要类型有余震型滑坡、震后降雨型滑坡和同震型滑坡。
出现地震时，以降雨型滑坡为主，应该加强对其的动态监测，主要监测内容包括道路、河流以及居民地周围情况，否则将引起滑坡问题，造成道路损毁，最终变为堰塞湖。
常用监测技术有Lidar 测量、雷达成像以及光学成像，以雷达成像为例，能够全天候持续性进行检测，也具备三维监测功能。
四川大地震发生后，邵芸等SAR影响着重对滑坡和堰塞湖进行监测，并对灾害信息进行解译；张继贤等借助SAR 影像和光学监测、评估堰塞湖、泥石流和滑坡等；在动态监测唐家山堰塞湖时，武汉大学研究小组利用多时相遥感影像变化监测，可以提取堰塞湖水面形态变化情况，并在机载Lidar的支持下，对后堰塞湖区域地形进行准确测量，与灾前DEM 数据作出对比，便于震后地形改变进行分析，这样能够提升库容分析效果，实现对堰塞湖情况的动态监测。
深海地震将引起海啸现象，此时需要结合获得的各项参数，决定是否进行海啸预警，同时借助激光高度计、星载雷达对海平面进行检测，可以对海啸出现情况进行全方位监测。
3遥感技术的地震后的应用3.1灾区安置情况监测地震后多地已经不能再再原来的地址上重新建立了，遥感影像可以将可靠的参考依据提出出来，确保灾区重建选址能够顺利进行。
当汶川地震发生后，造成四川多县以后基础军备被破坏，站在长远发展角度来说，应该重新选址，为了科学合理确定，应该全面考虑今后城市发展趋势，也要结合在水文、地质等方面的情况。
航空复合材料维修技术
航空复合材料维修技术摘要：随着航空领域复合材料用量的增加，对于复合材料维修的要求也相应提高，但现阶段复合材料结构维修研究相对滞后，制约了复合材料在航空领域的应用，其后续研究仍需开展。
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维修技术损检测定位损伤.关键词：航空复合材料；维修；无损检测1复合材料结构的维修复合材料结构维修的目的是在最短的时间和最少的花费条件下修复结构的完整性，得到和原来结构的刚度、强度相匹配的结构，同时保持增加的重量尽可能小。
相对于复合材料在飞机上的应用来说，复合材料维修技术的相关研究、相关技术标准或规范的建立工作是相对滞后的。
复合材料的特性决定了其在冲击后容易产生裂纹和分层，因此大量复合材料部件在不可避免地会发生结构缺陷或损伤，必须进行及时维修以减少生产中部件的报废率，并提高部件使用完好率，在保证安全的同时降低复合材料的使用成本。
因此，复合材料构件维修的重要性不言而喻。
相对于金属结构的损伤而言，复合材料结构的损伤往往是同一构件的经常性或周期性损伤，而且复合材料的损伤检查和检测需要经过特殊培训的特殊人员进行，复合材料维修需要先进的维修和检测设备，所以复合材料的维修成本更高；复合材料结构维修技术相对滞后，维修过程和材料体系尚不完善，复合材料修理完成后的质量难以检测，因此复合材料的标准修理方法具有局限性。
出于对复合材料结构维修成本、可操作性、安全性等因素的综合考虑，目前实际在进行复合材料结构维修时通常遵循以下思路：首先先评估可能对复合材料造成损伤的因素对复合材料的影响，确定损伤的程度、范围；然后确定维修区域和维修方法；最后对维修后的复合材料进行检测。
2复合材料维修的影响因素飞机是一个系统工程，复合材料性质又具有特殊性，所以在选择维修方法时应综合考虑材料、强度、工艺、装配和器材等相关因素：破损零件的定位：零件定位（例如是否在飞机上，装配时的开敞性和是否具有互换性等）以及该零件与其它组件和维修过程的关系会影响到维修方案的确定。
飞机夹层结构复合材料零部件的损伤形式及修理方法
常见飞机蜂窝板损伤形式及修理方法航空器复合材料中的蜂窝板是由薄而强的两层面板中间胶接蜂窝材料而成的一种新型复合材料，也称蜂窝层合结构(见图1)。
其面板选材有金属板、玻璃纤维、石英纤维、碳纤维等；夹心材料主要有芳纶、玻璃纤维、铝合金及发泡型结构。
蜂窝可制成不同的形状。
飞机上的蜂窝结构是由耐腐蚀夹心、面板、衬垫、隔板（假梁）、边肋等零件胶合而成。
面板与夹芯之间用胶膜胶接，蜂窝夹芯用芯子胶和耐腐蚀胶根据实际需要形状施加真空压力后加温胶接成型。
图1 蜂窝夹心板结构一、航空复合材料蜂窝结构损伤种类根据航空复合材料蜂窝结构部件在使用过程中可能出现损伤的情况，我们可以大致将胶接蜂窝结构部件的损伤分以下5类：1、表面损伤图2 典型表面凹坑此类损伤一般通过目视检查发现，包括表面擦伤、划伤、局部轻微腐蚀、表面蒙皮裂纹、表面小凹坑和局部轻微压陷等。
这类损伤一般对结构强度不产生明显的削弱。
2、脱胶及分层损伤该损伤是指纤维层与层之间或面板与夹芯之间的树脂失效缺陷，主要通过敲击检查、超声波检测等手段发现。
此类损伤一般不引起结构外观变化，大多是在生产过程中造成的初始缺陷，并在反复使用过程中缺陷不断扩展而导致的。
脱胶或分层面积过大会引起整体复合材料强度的削弱，应及时予以修补。
3、单侧面板损伤这类损伤包括单侧面板局部压陷、破裂或穿孔，一般通过目视检查即可发现。
该类型损伤能使一侧面板和蜂窝夹芯都受到损伤（表面塌陷），对气动性能和结构强度影响较大。
一旦发现该类损伤必须经过修理和检验确认后方能能重新使用。
4、穿透损伤该类型损伤是指蜂窝部件出现穿透性损伤、严重压陷和较大范围的残缺损伤等。
此类损伤对结构性能和强度有严重的影响，根据受损情况立即予以修理或按需更换新件。
5、内部积水该损伤原因主要由于蜂窝结构边缘或蜂窝材料对接边缘密封不严或密封失效，在长期使用过程中由于雨水渗透、油液浸泡以及水汽冷凝而造成蜂窝夹芯出现积水。
虽然一般情况蜂窝内部积水不会造成严重影响；但在冬季日夜气温变化较大的情况下，由于积液结冰膨胀将会会造成复合材料部件内部树脂基体脱胶；同时在积液的长期浸泡下也会使复合材料的树脂基体的胶接强度大幅降低而降低部件的整体性能；特别是各类复合材料制备的舵面、襟翼、翼身整流罩及发动机部件等，均应及时检查其内部蜂窝结构的积水情况并作出相应修理措施。
复合材料航空应用及其修复
长航时无人机 Z10武装直升机
C/C复合材料在高超飞行器中应用
炭/炭（C/C）复合材料是一种新型高性能结 构、功能复合材料，具有高强度、高模量、 高断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度 等优异特性，在机械、电子、化工、冶金 和核能等领域中得到广泛应用，并且在航 天、航空和国防领域中的关键部件上大量 应用。我国对C/C复合材料的研究和开发主 要集中在航天、航空等高技术领域，较少 涉足民用高性能、低成本C/C复合材料的研 究。
清洁、恢复防腐层
• 表面打磨清洁后恢谢谢观赏
减轻结构的重量可大大节约飞机的使用成本， 取得明显的经济效益。据国外有关资料报告，先
进战斗机每减重1kg，就可节约1760美元。西
方国家在很短的时间内就实现了从非受力件和次 受力件到主受力件应用的过渡，无论是用量还是 技术覆盖面都有了很大的发展。目前正在研制的 战斗机中所使用的复合材料可占飞机结构总重量
导弹、载人飞船、航天飞机等 ,在再入环境时飞行 器头部受到强激波， 对头部产生很大的压力，其 最苛刻部位温度可达2760℃,所以必须选择能够承 受再入环境苛刻条件的材料。设计合理的鼻锥外形 和选材，能使实际流入飞行器的能量仅为整个热量 1%～10%左右。对导弹的端头帽,也要求防热材料 在再入环境中烧蚀量低，且烧蚀均匀对称,同时希 望它具有吸波能力、抗核爆辐射性能和全天候使用 的性能。三维编织的 C/ C复合材料，其石墨化后 的热导性足以满足弹头再入时由160 ℃至气动加热 至1700 ℃时的热冲击要求，可以预防弹头鼻锥的 热应力过大引起的整体破坏;其低密度可提高导弹 弹头射程，已在很多战略导弹弹头上得到应用。除 了导弹的再入鼻锥，C/ C 复合材料还可作热防护 材料用于航天飞机。
复合材料的缺点： • 原料高成本（增强纤维，如CF） • 制造维修人力成本高，耗时 • 力学性能受温度湿度影响高 • 检测损伤难度大 • 可导致铝等电位低的金属腐蚀
飞机复合材料结构修理技术
飞机复合材料结构修理技术发布时间：2021-12-09T07:52:47.640Z 来源：《防护工程》2021年25期作者：纪书雅[导读] 科技进步带动了复合材料在航空领域的快速发展。
考虑到复合材料已经逐步成为当下飞机结构的关键部分，为此，必须积极进行其损伤机理与金属损伤存在差异的分析，对复合材料结构修理技术研究具有重要的现实意义。
航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 150066摘要：科技进步带动了复合材料在航空领域的快速发展。
考虑到复合材料已经逐步成为当下飞机结构的关键部分，为此，必须积极进行其损伤机理与金属损伤存在差异的分析，对复合材料结构修理技术研究具有重要的现实意义。
本文主要基于飞机复合材料结构修理基础之上进行研究，促进飞机复合材料的可持续发展。
关键词：飞机复合材料；结构修理；修理技术引言：目前我国民用飞机其选用材料将逐渐从全金属向混杂结构技术转化，可靠性、安全性、经济性及舒适性等是未来飞机运行时要的，因此，复合材料的高比刚度、耐高温、材质轻等性能优势将更为显著，能很好的满足民用飞机材料的要求，复合材料也开始应用于制造飞机的主要结构件且用量越来越多。
复合材料在我国航空领域的应用取得了一定成效，而复合材料的使用要求也逐渐严格，但随着复合材料及其成形工艺技术的发展，对飞机复合材料结构修理技术方面的研究还有待于完善。
1.飞机复合材料结构及分析1.1复合材料结构的类型与特点层压板、蜂窝夹芯结构和蜂窝壁板结构是飞机上使用的主要复合材料构件。
单层板粘合面、不同材质单层板和不同纤维铺设方向上相同材质的各向异性单层板也可以构成复合材料层压板。
致使层压板具有各向异性的特点是由于这些单层板在厚度方向的宏观非匀质性导致的。
两块薄面板和中间胶接低密度的夹芯组成了蜂窝夹芯结构，夹芯材料有泡沫塑料和蜂窝夹芯，面板较薄，结构形式为层压板，主要材料有预浸单向碳纤维带或编织布、未预浸或预浸纤维玻璃布等。
蜂窝夹芯有铝箔蜂窝和玻璃布蜂窝。