复合材料挖补修理技术研究现状及发展趋势探究

对于航空器安全运营，复合材料在其中扮演着不可或缺的角色，航空器是否标准或是否先进，都是通过复合材料用量来作为一个衡量尺的。

就当前趋势来说，复合材料在航空上的运用已经逐渐朝大型化和整体化演变航空器研制时间已经慢慢缩减，并且在此同时还完美的减轻了复合材料结构重量，减少了复合材料的消耗，而材料性能却大大提升。

即使如此，在航空器工作运行时，受到各方面的影响，复合材料对于磨损、损伤这一方面还是无法避免的；再加上复合材料的特殊性质，这些损伤一般都不会明确在表面结构显示出来；如果不及时处理，将严重影响复合材料结构安全性能，从而导致航空器不稳定性，造成很大的安全隐患。

而对这些损坏部位，为了复合材料结构完整性，再加上其成本因素，航空器对于复合材料挖补修理技术上的人才需求就显得无比急切；复合材料挖补修理技术因为具有能恢复结构气动外形、产生修补应力小、基本不存在偏心载荷和增重小等优势，而成为主流复合材料挖补修理技术。

1　复合材料的挖补修理技术方式体现
复合材料挖补修理技术的先进原理就是利用器械无性损检查出复合材料内部损伤位置和源头，然后将受损材料部分去除掉，继而补进新的材料进去；比较典型的挖补修理技术分为两种，一种是斜接的方式；另一种是阶梯方式，具体的流程分为损伤检测评估、修理设计、维修工艺和维修验证与评估，整套下来才能保障航空器在修理之后的安全性能。

2　损伤评估的无损检测技术
2.1　热成像技术
如果是较为典型的复合材料结构，损伤是可以用眼睛检测到的，如一些浮于表面的划伤；还有一种是无法用肉眼判断的损伤，比如内部分层，无损检测的技术在维修之中被时常应用，而热成像技术就是其中的一种，用红外辐射进行无损检测，可以在温度梯度上知晓复合材料损伤，大部分被运用的时间都是在温差比较大的情况下，配备先进的图像处理软件可以利用热成像来显示度量复合材料损伤部位的大小及深度；对于其他检测技术，热成像不仅在时间、范围上占据优势，而且非常适合拥着外形比较复杂的复合材料构件，但复合材料构件厚度会影响到它的精准。

2.2　超声波技术
航空器已经发展了许多年，而在这么长时间发展下，有了现在的直接超声波和激光超声波无损检测技术。

直接超声波技术对于复合材料结构断层、空缺和脱粘有着非常大的作用，高频率声波对损伤部位感应很敏锐，而低频率的声波则能更有效的穿透性。

基于激光上的超声波造价高昂，且对于灵敏方面还有所欠缺，其中分为长脉冲和短脉冲两种，优点也比较明显，可以远距离地进行扫描与检测。

2.3　剪切散斑技术
此项技术比较适合用在外场的检测，损伤检测的方法是通过将复合材料结构中的变形异常转变成一些不规则的条纹，对于大型的复合材料结构比较适用此项技术，而且对复合材料结构损伤部位的大小和位置感应比较灵敏。

3　复合材料容限修理技术
在用无损检测技术确定损伤部位后，损伤区域大小是决定修或换的主要条件，而修理容限则决定着损伤部位修不修和能不能修。

此项技术要做大量研究才能确定下修理指标，例如说要求修理后的强度要恢复到原制件的60%～80%、损伤区域面积大于构件面积15%时直接不可修等。

4　复合材料维修设计
最大程度地提高修理效率存在的结构风险，是复合材料挖补修理技术最重要的一部分工作，
十分显著，胶接强度也会发生变动，
（江苏省交通技师学院，江苏 212000）
摘　要：时代在高速发展，社会经济在进步，随着人们生活水平提高，航空机器被大量运用，作为降低航空器成本和提高安全性能的复合材料，被大量运用，这一结果导致了对复合材料结构维修技术的刚性需求。

面对挖补修理这类比较先进的复合材料结构修理技术，就复合材料结构修理技术体系做出了分析和探究，并结合当下复合材料挖补修理技术的一些重要环节状况做出了总结，对复合材料挖补修理技术存在的缺陷和不足进行了讲解，对复合材料挖补修理技术以后发展做了一些期望。

关键词：复合材料 挖补技术 损伤修理
在得到复合材料的结构损伤部位评估后，待维修设计处理完毕后，损伤的部位需要进行精密加工；对于损伤材料部分去除的同时，还得将去除的部分形成维修设计所需要的几何形状，粗略切割出来的几何图形在进行手动精准打磨，这点对于维修工作人员有着一定技能要求，当损伤部位去除并且几何图形打磨出来后，就是补片的制造，一种可以用利用模具成型，还一种可以在原体上直接铺层固化，等做完这些便是修补部位的表面处理，最基础、最简便的一种处理方式就是打磨结合溶剂清洗；最后一步就是胶接固化，固化温度和压力是复合材料挖补修理技术中的重要工艺，对于胶接质量有着极为重大的影响，所以目前复合材料挖补修理技术最热门研究话题便是加热温度如何有效控制。

6　维修的验证和评估
维修验证和评估是用来判断复合材料维修后是否符合维修要求以及对航空器结构安全是否有影响，也算是对维修一系列的过程进行审核。

而复合材料挖补修理技术在以往静强度验证发展到了动力学的验证主流方法。

7　对于未来复合材料挖补修理技术的展望
7.1　无损技术检测
目前，无损检测技术还有很大的进步空间和发挥余地，复合材料的损伤原因有着许多方面因素，且十分复杂，暂时世界上还没有哪项无损技术检测可以直接评估所有损伤类型，所以仍需要大力研究。

7.2　表面处理技术
对于复合材料挖补修理技术，表面处理是要能够做到改变复合材料表面的物理反应，除去污染物的同时为表面增添能量，如果以进行研究，这对复合材料挖补修理中的胶接质量有着十分重要的帮助。

7.3　胶接固化技术
修理效果的好坏取决于胶接固化技术，为开发可以精准控制固化温度和压力的技术是下一阶段研究的重点目标，修理技术也是有着迫切需求的，所以应当对此项技术加以重视，提升自身竞争力。

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Research Status and Development Trend of Composite Material Repair Technology ZHANG Huan, SUI Yongzhi, YUAN Bei
(Jiangsu Institute of Communications Technicians, Jiangsu 212000)
Abstract: The era is developing at a high speed, the social economy is progressing, and as people’s living standards improve, aviation machines are widely used. As a composite material that reduces aircraft costs and improves safety performance, it is widely used, which leads to the maintenance technology of composite structures. The rigid demand. In the face of the more advanced composite material structure repair technology, the composite structure repair technology system has been analyzed and explored, and combined with some important aspects of the current composite material repair and repair technology, the composite material is summarized. The defects and shortcomings of the excavation and repair technology were explained, and some expectations were made for the development of the composite material repair and repair technology.
Key words: composite materials， excavation and repair technology， damage repair。