蜂窝夹层结构的注胶修理工艺研究
蜂窝夹层结构中胶粘剂的模拟和研究
2 模型的建立
211 胶粘剂有限元分析模型
胶粘剂中树脂的粘度对蜂窝的胶粘性能具有 较大影响 , 并决定着胶粘剂在有限元软件中模拟 的形态 。若粘度较高 , 胶粘剂对铝合金有很强的 浸润作用 , 在固化前将在蜂窝壁上爬升一段高度 , 树脂均匀分布在蜂窝与面板接触的上 、下表面 ,
第 6 期 张佳佳 等 : 蜂窝夹层结构中胶粘剂的模拟和研究
x 轴方向上的弹性模量为 : E1 = t l
3
θ co s
( h / l + sin θ )
2
Es
( 1)
y 轴方向上的弹性模量为 : E2 = t l
3
θ h / l + sin Es 3
co sθ
2
( 2)
2 个泊松比为 :
γ 12 =
co sθ ( h / l + sin θ ) sin θ
蜂窝夹层结构中胶粘剂的模拟和研究
张佳佳 , 何景武
(北京航空航天大学 航空科学与工程学院 , 北京 100083)
摘 要 : 提出了一套定量研究蜂窝夹层板中胶粘剂作用的方法 。从建立蜂窝芯 、胶粘剂和面板的板单元有限 元模型出发 , 用有限元软件计算了在线弹性范围内有胶粘剂和无胶粘剂蜂窝夹层板模型在受均布载荷情况下 的变形 , 并作了对比分析 , 指出了胶粘剂对夹层板的加强作用 , 为定量研究胶粘剂在夹层结构中作用的模拟 开辟道路 。同时对胶粘剂的剥离性能进行了研究 , 总结了影响胶粘性能的因素 。 关键词 : 胶粘剂 ; 复合材料层合板 ; 有限元 ; NASTRAN 中图分类号 : TG14 文献标识码 : A
γ s ≈ 0, γ 23 =
γ s≈ 0
[6]
对于铝制商用蜂窝而言 , 由 W ierzbicki 的方 法可得其塑性屈曲的坍塌应力 :
蜂窝夹层结构复合材料的共固化成型工艺
蜂窝夹层结构复合材料的共固化成型工艺作者：王德龙来源：《环球市场信息导报》2017年第14期为了满足上述要求，蜂窝夹层结构复合材料被广泛应用于航空航天领域，对夹层结构提出的要求越来越多，使其不仅可以承受结构载荷，同时要求其不断的变换形状，以适应不同航空航天器的需求。
蜂窝夹层结构的特点及应用观察夹层结构就可以发现，其最初的设计来源于昆虫的仿生学，根据航空航天事业对板材的特殊要求发展起来的。
夹层结构顾名思义，就是由以面板材料为上下框架，之间填充夹层（夹芯）材料为主，二者一起构成了夹层机构主要部分（图1）。
目前来看，夹层材料的选用多为轻质木材、塑料泡沫及蜂窝三种。
在飞机的夹层结构中，以板铝蜂窝夹层结构复合材料最为常见，同时，这种铝质蜂窝结构内部的夹芯材料的形状多种多样，常见的有六方柱体、菱柱、长方体及圆柱体等几种。
六方柱体是其中最为常见的结构形态，其具有美观的外表，也可以最大程度节省材料，结构型式简单且高效，特别是其可以抵抗高强度的压力和拉力，因此被广泛使用。
共固化工艺及选用材料作为复合材料的关键构成部分，基体发挥着举足轻重的作用，因为它把增强材料结合成为一个整体，通过传递载体，均布载荷从而决定了复合材料的诸多重要性能。
固化材料通常指含有两个或两个以上的环氧基，并且它的骨架以脂环族或芳香族等有机化合物为主，通过环氧基反应来形成热固性产物的高分子低聚体的叫做环氧树脂。
它的特点在于从液态到勃稠态再到固态，一种具有多种形态的物质，加热时呈塑性，熔点不明显，受热软化并逐渐熔化而发勃，遇水不相溶。
因为它本身不会硬化，所以单独使用它时没有什么价值，只有通过和固化剂发生反应并生成三维网状结构的固态聚合物时，它的使用价值才回显现出来。
因此，环氧树脂应归为热固性树脂，网状聚合物的范围内。
在常用的环氧树脂中，有双酚A型环氧树脂（E型）、酚醛环氧树脂（F型）和双酚F型环氧树脂这三种，其中双酚A型环氧树脂是最主要的，在环氧树脂的总产量中其比例高达90%。
飞机复合材料蜂窝板修理—蜂窝夹芯结构件的常见修理方法
硬质合金钻头钻注射孔注射孔直径≤ 3mm,孔间距≤15mm80℃固化1h
蜂 窝 灌 胶 修 理
三 蜂窝夹芯结构件的常见修理方法 3、混合物填充修理法
适合
蒙皮的损伤扩展到蜂窝，去除蜂窝直径 <25mm，平面蒙皮
施工
预固化片
混 合 物 填 充 修 理 法
4.损伤蜂窝去除注胶修理
更 换 蜂 窝 修 理
双 面 接 近 贯 穿 损 伤 修 理
单 面 接 近 贯 穿 损 伤 修 理
边 缘 损 伤 修 理
边 缘 损 伤 修 理
孔 边 损 伤 修 理
孔 边 损 伤 修 理
孔 边 损 伤 修 理
蜂 窝 芯 封 闭 修 理
蜂 窝 夹 心 板 全 贯 穿 损 伤 修 理
双 面 接 近 贯 穿 损 伤 修 理
单 面 接 近 贯 穿 损 伤 修 理
边 缘 损 伤 修 理边 缘 损 伤ຫໍສະໝຸດ 修 理孔 边 损 伤 修 理
孔 边 损 伤 修 理
孔 边 损 伤 修 理
夹芯板常见修理示意图
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 主要内容 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
第8章 飞机复合材料蜂窝夹芯结构的修理
8.1
蜂窝夹芯结构件 的修理标准工艺
8.3
8.2
蜂窝夹芯结构件 的修理实例
8.4
蜂窝夹芯结构件 损伤类型与修理准则
直升机用复合材料蜂窝夹层结构脱胶的修理
直升机用复合材料蜂窝夹层结构脱胶的修理摘要：合材料越来越多的应用在直升机结构件中，如何在常温下快速修理直升机用复合材料结构件已成为军民各行业的研究重点。
复合材料蜂窝夹层结构具有比强度、比刚度高等优异的力学性能，以及良好的隔音降噪、耐腐蚀和抗疲劳性能，该结构中还可以安装嵌入件，使得承载较低、重量较小的设备易于安装。
目前，该结构已广泛应用在直升机结构上，如舱门、口盖、内饰、进气道和整流罩等非承力结构，地板、蒙皮、框腹板、梁腹板、尾梁等承力结构。
关键词：蜂窝夹层；脱胶；修理复合材料蜂窝夹层结构是由上、下复合材料面板通过胶膜或胶粘剂与蜂窝相连的一种结构，由于该结构的面板较薄，蜂窝夹层间有明显的胶接界面，所以在使用中不可避免地会发生面板分层、板芯脱胶及面板损伤和蜂窝塌陷等损伤。
我国复合材料专业起步较晚，有些专家在这方面作了很多工作，但未取得突破性的进展，没能在飞机复合材料蜂窝夹层结构件上实现工程化应用。
近年来复合材料蜂窝结构件在我国飞机上的应用比率不断增大，数量不断增多，迫切需要其修理技术，以提高结构件损伤后的使用寿命和降低使用维护成本。
一、设计与工艺复合材料蜂窝夹层结构不同损伤有不同的修理方法，本文主要对非穿透损伤的蜂窝壁板进行修理研究。
非穿透性损伤是指一面蒙皮及芯子的损伤。
1、修理材料及方法。
一般认为，复合材料蜂窝夹层结构修理用材料应相同于原材料结构，而性能和工艺又应处于同一水平为佳，也可选择工艺上更为简便但对其它性能影响不大的材料。
当无法获得原结构用材料而不得不选用其作材料时，除了考虑材料的基本性能之处，还须考虑其湿热性能、耐热性能、耐介质性能和疲劳性能等。
本次修理的树脂基复合材料蜂窝夹层结构的材料组成碳纤维、环氧树脂体系、蜂窝、环氧类型的高温胶粘剂和中温胶粘剂。
复合材料蜂窝夹层结构的不同损伤类型和损伤程度有不同的修理方法，一般可以分为贴补法、挖补法、注射法等。
挖补法又可以分为单面挖补和双面挖补。
贴补法适用于载荷不大、气动外形要求不高、较薄的平面形制件。
浅谈蜂窝夹层复合材料应用及成型工艺
浅谈蜂窝夹层复合材料应用及成型工艺■ 文/范雨娇1 王维维2 1.中国航空制造技术研究院 2.中航复合材料有限责任公司1 蜂窝夹层复合材料及其优势复合材料由于其优异的性能近年已备受关注。
蜂窝夹层结构是一种复合材料结构形式，通常由2层或多层蒙皮（也称为“面板”）之间夹以一层轻质蜂窝夹芯并采用胶黏剂在一定温度和压力下复合成一个整体刚性结构（见图1）。
其主要包括复合材料蒙皮材料、蜂窝材料和胶粘剂材料。
目前的蒙皮材料根据固化温度可分为高温、中温、常温材料，按照材料体系可分为环氧树脂体系、氰酸酯树脂体系及双马树脂体系等。
蜂窝材料包括纸蜂窝、铝蜂窝、Nomex蜂窝等。
胶粘剂按照固化温度不同包括常温胶黏剂、中温胶粘剂、高温胶粘剂等。
蜂窝夹层复合材料由所选用的蒙皮材料及蜂窝材料匹配胶粘剂材料进行设计，可以满足航空航天、汽车等领域的具体需求。
蜂窝夹层复合材料具备着复合材料的特点，并且由于其选用了蜂窝材料及其特殊的结构形式，也更扩宽了其应用的范围提升了其优势，蜂窝夹层复合材料具有以下特点：①质量轻，比强度高，尤其是抗弯刚度高，同等质量的蜂窝夹层结构复合材料其抗弯刚度约为铝合金的5倍。
②具有较高的表面平面度，且可以制备出形状复杂的曲面结构；可以制造成双曲、单曲面板，制成车辆零部件后拆装方便。
③可吸收震动能量，能够具备隔音降噪、减震等效果；蜂窝夹层结构复合材料，内部含有大量的密闭蜂窝孔格，其内部充满大量空气，而气体相比固体的传播介质，具有更为出色的隔音、隔热效果。
④具有复合材料的耐腐蚀、绝缘性和环境适应性。
⑤具有可设计性，可根据实际需要选取具有相应功能的材料，如防火、自熄、耐温等材料。
并可根据实际使用工况对材料的结构进行设计。
⑥优异的成型制造工艺性，可以满足各类形状复杂、稳定性要求高的零部件成型制造方法。
2 蜂窝夹层复合材料的应用2.1 蜂窝夹层复合材料在航天领域的应用蜂窝夹层复合材料由于其具有弯曲强度大、抗剪切失稳能力强、质量轻的优势，被广泛应用于对性能和重量有特殊要求的航天、航空结构中。
蜂窝夹层结构的注胶修理工艺研究
蜂窝夹层结构的注胶修理工艺研究近年来，随着民航领域的快速发展，各大航空公司机队规模逐渐扩大，复合材料用量呈明显递增趋势，其用量和比例已成为衡量飞机是否先进的重要标准之一。
由于复合材料普遍存在层间性能弱、易受冲击损伤等缺点，在服役期间易受到挤压、超载、冲击和环境等因素的影响造成损伤，从而影响复合材料的整体结构性能。
因此，复合材料发展和应用对其缺陷损伤注胶修理提出迫切要求。
标签：复合材料;修理;技术复合材料蜂窝夹层结构主要是由两层刚度/强度较高的上、下面板和一层厚而轻的低密度夹芯层组成，将上、下蒙皮与芯子通过粘接剂胶接，采用直接注塑或模压的加工工艺获得整体结构。
蜂窝夹层结构有质量轻、刚度大、隔热性能较好的优点，大量应用于飞机结构。
但飞机在服役过程中不可避免地因意外撞击、鸟撞、冰雹等冲击，造成复合材料夹层结构的损伤。
从而大大降低结构的承载能力，因此复合材料蜂窝夹层结构的修理及修理后剩余强度受到研究人员越来越多的关注。
一、复合材料受损结构件修补的重要性目前，军机和客机老龄化问题日趋严重，为了确保现役飞机的正常使用，延长老龄飞机的经济寿命，就必须对受损部位进行维修，或对受损构件进行更换。
由于现代飞机设计、制造成本昂贵，而飞机结构的损伤绝大多数具有局部性和多发性的特点，对于那些不很严重的损伤，更换损伤结构，非但不必要，而且将花费大量的人力、物力和财力，延长飞机的停飞事件，造成浪费。
这时，最经济、最有效的方法就是对飞机的受损部位进行修理，以完全或部分恢复构件的承载能力，保证它的使用安全性。
由此可见，修理受损的复合材料结构件是非常必要而且重要的。
二、复合材料常见缺陷及损伤修理1、常见典型损伤和缺陷。
生产过程中工艺控制不当、在服役过程中受到物体冲击或受环境条件影响，这些因素都会造成复合材料的损伤或缺陷，复合材料在制造和使用中的常见缺陷和损伤如表。
2、损伤容限与修理容限。
修理容限指的是两个定量的界限，在复合材料修理中即表述为出现缺陷或损伤后需不需修、能不能修。
蜂窝夹层结构中胶粘剂的模拟和研究
（ 北京航 空航天大学 航空科学与工程学 院 ，北京 １０ ８ ） ００ ３
摘
要 ：提 出了一套定量研究蜂窝夹层板中胶 粘剂作用的方法 。从建 立蜂窝芯 、胶粘 剂和面板 的板单元 有限
元模型出发 ，用有限元软件计算 了在线弹性范围内有胶 粘剂和无胶粘剂蜂 窝夹层板模 型在受均 布载荷情 况下
间 ，并把它们用胶粘剂互 相粘接而成 的，如图 １ 所示 。蜂窝夹层结构作为一种特殊 的多孔复合材
料 已经广 泛 应 用 于航 空 、航 天 等 各个 领 域 。蜂 窝
夹层结构由于它具有较高 的比强度 、比刚度 和较 好 的隔热 、 隔 振 、耐 冲 击 等 优 点 ，而 成 为 航 空 、
的变形 ，并作了对 比分析 ，指出了胶 粘剂对夹层板 的加强作 用 ，为定 量研究胶 粘剂在夹层 结构 中作 用的模 拟
开辟 道路 。同时对胶粘 剂的剥离性能进行 了研究 ，总结 了影响胶粘性能的因素 。
关键词 ：胶 粘剂 ；复合 材料层合 板 ；有 限元 ；Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ ＡＴＡ 中图分 类号 ：Ｔ ４ Ｇ１ 文献标识码 ：Ａ
ｗｉｈ ｐ ｎ ｌｗ ｔ Ｅ ｍｏ ｅ ｄ ｆｈ ｎ ｙ ｏ ａ ｄ ｉｈ ｐ ｎ ｌｗ ｔ ｄ ｅ ｉｅ ｂ ｏ ｕ ｉ ｇ Ｔ ｅ ｃ ａ ｅ ｉ ａ Ｆ Ｍ ｄ ｌｍａ ｅ ｏ ｏ ｅ ｃ ｍｂ ｓｎ ｗ ｃ ａ ｅ ｉ ａ ｈ ｓｖ ｙ ｃ ｍｐ ｔ ． ｈ ｈ ｈ ｎ ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｏ ｅ ｐ ｎ ｌｗ ｔ ｎ ｉ ｏ ｔａ ｈ ｓｖ ｎ ｅ ｙ ｅｏ ｍａ ｉ ｆ ｈ ａ ｅ ｉ ａ ｄ ｗ ｔ ｕ ｄ ｅ ｉｅ ｕ ｄ ｒ ｓ ｍｍｅｒ ａ ｒ ｓ ｕ ｅ ｌａ ｏ ｔ ｈ ｈ ｔ ｃ ｌｐ ｅ ｓ ｒ ｏ ｄ， ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒ ｇ ｉ ｎ ｏ ａ ｎ ｉ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｎ ｏ Ｆ Ｍ ｔ ｎ ｔｏ ｔ ｄ ｅ ｉ ｅ Ｗ ｅａｓ ｔ ｄ ｅ ｄ ｂ ｎ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓｏ ｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｃ ｍｉ ｇ ｆ ｍ Ｅ ｗｉ ａ ｄ ｗｉ ｕ ｈ ｓｖ ． ｓ ｒ ｈ ｈ ａ ｌ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｏ ｄ ｎ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆ － ｏ ｈ ｉ ａ ｈ ｓ ｅ ｔ ｅ ｅ ｆｃｏ ｓ ｔ ａ ｎ ｅ ｔ ｔ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｅ ｉ ｏ ｇ ｔ ｔｒ ｔｉ ｆｃ ｓ ｒ ｐ ｒ ｅ ． ｖ ｈ ｔ ａ ｈ ｉ ｉ
热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构
原材 料 ： Ｃ Ｙ Ｃ Ｏ Ｍ ９ ７ ７ ． ２ ． ３ ５ — １ ２ Ｋ Ｈ Ｔ Ｓ预 浸 料 ， 简
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ５ ０ ５ ３ ． ２ ０１ ４ ． ２ ． ０ １ ０
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｂ ３ ３ ２ ； Ｖ ２ ５ ７
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ５ ０ ５ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ５ １ — ０ ７
第 ３ ４卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ４月
航
空
材
料
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ ．２
Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ ０１ ４
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＥＲＯＮＡＵＴＩ ＣＡＬ Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ Ｓ
热 补 仪 挖 补 修 理 复 合 材 料 蜂 窝 夹 层 结 构
料 蜂窝 夹层 结构 由于质量 轻 ， 抗弯 强度 高 ， 可 以在 最 小 质量 下达 到结 构 刚性要 求 ， 广泛 应用 于襟 副翼 、 方 向舵 、 升 降舵 等 次承 力 结 构 件 。 蜂 窝夹 层 结 构 件 由于面板 较 薄 ， 面板 与芯子 间存 在胶 接 界 面 ， 在制 造
及使 用过 程 中 ， 不 可 避免地 会 发生 面板 分层 、 板芯 脱
蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析
蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析摘要：复合材料因其本身的优异性能而备受关注，其中蜂窝夹层结构是一种较为特殊的复合材料，其一般是通过2层及以上蒙皮、蜂窝夹芯再以胶黏剂来固结的形式制备而成，已经广泛用于航空、航天、轨道交通、舰船、医疗、建筑等领域。
文章就蜂窝夹层结构复合材料的应用、成型工艺、工艺要点进行了论述与分析。
关键词：蜂窝夹层结构；复合材料应用；成型工艺引言讨论并分析蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺，需明确该种复合材料的基本制备流程，判定并总结其制备过程的影响因素，因此来实现对成型工艺的有效控制，使其达到更好的制备效果，满足各个方面的应用需求。
1 蜂窝夹层结构复合材料应用1.1 航空应用（1）蜂窝夹层复合材料因其质量轻、抗剪切失稳能力强、弯曲强度大等因素而广泛地应用在各种航天结构中，尤其是该种材料的减重效果，在舵面、副翼、舱门、雷达罩等结构上有着极好的应用效果；蜂窝夹层结构复合材料最早出现在美国F15战斗机系列的平尾、垂尾、机翼前缘等位置；其后用于F／A18飞机上的飞行控制面；后续在F35飞机上的方向舵、垂尾前缘、襟副翼等位置皆有应用。
而在民用飞机上，该种复合材料也具备着一定的优势，B787、A380、A340、A320等飞机上皆有含该项材料的结构件，比如方向舵等。
（2）因蜂窝夹层结构材料耐腐蚀、减震、力学性能优良，亦会较多应用在各种航空航天功能件制造上，比如天线罩、整流罩等结构功能件；借助适宜的外形设计，不但可满足飞行器整体的气动外形标准要求，还可借助结构设计与模拟计算，通过设定相应的结构形式来满足飞行装置透波等性能要求；此外，在各种飞机饰件选择与装饰时亦会应用到该项材料，比如飞机内饰板壁、底板等结构。
而在蜂窝夹层结构工艺迅速发展的背景下，行业内的专业研究学者亦开始探索“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”、“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”等绿色蜂窝夹层结构在飞机侧壁板等结构上应用的可能性，并取得了较好的研究成果[1]。
第五章 铝合金蜂窝夹层结构的胶结修理
阳极化处理阶段: 正确安装PACS系统以及安全处理磷酸。 1/调配磷酸（注意安全） 2/在修理工作台上铺放塑料薄膜,以防止污染 3/按要求进行铺层,PACS表处仪连接电缆 4/确保做阳极化的铝部件和磷酸溶液的温度控 制在70-85℉之间 5/将三通阀门打到磷酸的供应位置,打开电源, 开始阳极化处理. 6/当所有的酸流过真空袋,关上磷酸供应管.将 三路阀门的净水通路打开,冲洗表面至少5分钟. 7/关闭电源,撤除铺层. 8/迅速用水冲洗表面至少5分钟
波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理 蒙皮表面压伤和冲击下层
波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理 蒙皮上有小孔或分层
波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理 蜂窝损伤
波音737-700/800/900铝蒙皮铝蜂窝夹层结构的黏结修理 蒙皮及蜂窝芯穿透
１１.用铝箔带，固态ＦＥＰ或其他合适材料围在损伤 区域，将机械紧固件及其它区域隔开，防止污染． １２.确保ＡＣ130及其待修理表面在５０-１０００Ｆ 之间．
AC130 １３.用干净，非金属的毛刷或喷雾器将溶液喷到胶结 表面，保证表面完全浸透在溶液中至少２分钟．
１４.检查湿润表面是否与水膜实验结果相似． １５.如检查通过，则排除剩余溶液． １６.室温干燥至少６０分钟，或不超过１６００Ｆ高 温干燥．
1.进行预处理（与PACS处理方法相同）。 2.在工作区铺放塑料薄膜。 3.用铝箔、防酸胶带、固态氟化乙丙稀（橡胶） 或其他等同材料围在待处理的区域周围，形成一 个堤坝，防止酸流出。 4.调配磷酸溶液。 5.可以在金属表面倒调配好的磷酸溶液，也可以 在金属表面涂一层浓度12%的胶状磷酸。
复合材料蜂窝夹层结构的共固化成型工艺研究_毕红艳
[摘要] 在分析了复合材料蜂窝夹层的外形和结构特点后，从零件材料、成型工艺、金相测试等方面对零件的制造工艺进行了详细的分析和研究。
针对蜂窝夹层共固化零件各制造环节的关键技术和加工难点，提出了相应的工艺解决方案。
关键词：蜂窝夹层结构 复合材料 共固化成型工艺[ABSTRACT] Based on the structure and shape of composite honeycomb sandwich,the manufacture technologies are detailedly studied and analyzed from material,process, metallographic atlas,et al.This paper aims at offering the proper technology to solve the problems in key points of the co-cure technique and the machining pro-cess.Keywords: Composites Honeycomb sandwich structure Co-cure process夹芯结构具有较高的减重效率，在各种军、民机雷达罩、舱门、副翼和舵面结构中广泛使用[1-5]。
为了降低复合材料制造成本，蜂窝夹层结构的共固化成型工艺越来越受到重视[6-7]。
对于夹层结构，设计的结构比较复杂，蜂窝需要在飞机上梁、框、肋等主体结构部位断开，导致加压不当，就会出现蜂窝大面积压塌的现象，造成制件的报废；采用共固化成型工艺的情况下，通过蜂窝传递面板的压力是不均匀的，再加上内外蒙皮往往为薄壁结构，导致上下蒙皮受力不均而出现大面积的孔隙密集，造成制件的报废。
为了成功的制造出符合设计要求的零件，我们对零件的制造工艺进行系统的研究和试验。
1 蜂窝夹层结构零件的结构、形状、材料及 制造难点1.1 蜂窝夹层结构零件的结构、形状蜂窝夹层零件如图1所示，主要有下蒙皮、胶黏剂（胶膜）、蜂窝芯、胶黏剂、上蒙皮组成[8]。
蜂窝夹芯结构板芯脱胶修补研究
目前对于夹芯结构的损伤国内外研究的内容 比较多的集中在冲击损伤和脱胶缺陷/ 损伤等方 面 。脱胶损伤方面 ,文献[ 1 ,2 ]主要通过试验及有 限元分析研究了伴随面板脱胶的夹芯板的压缩特
收稿日期 :2003206204 ; 修订日期 :2003207217 文章网址 :http :/ / www. hkxb. net . cn/ hkxb/ 2003/ 05/ 0474/
面板损伤一般可采用填平修补及补片修补蜂窝芯子的损伤一般可采用换芯修补和灌注修补当出现混合损伤时要采用混合修补本文主要研究复合材料蜂窝夹芯结构的板芯脱胶问题并采用nastran软件对含脱胶损伤的蜂窝夹芯结构的剩余强度及注胶修补后的强度恢复进行了分析计算有限元模型本文主要研究的问题是蜂窝夹芯结构的面板和芯子的脱胶损伤问题对于修理脱胶区域不大的轻微脱胶损伤如果没有内部蜂窝的损伤可以用注射胶粘剂的方法修理对于脱胶区域较大的损伤则可采用挖补贴补法修理复合材料蜂窝夹芯结构板芯脱胶问题主要考虑的是类似飞机上的鸭翼度蜂窝夹芯结构研究的主要问题集中在板芯之间的胶膜建模时需要对胶膜进行特别考虑域半径分别为40mm80mm时计算所得剩余强度所示对于同一复合材料的蜂窝夹芯就是脱胶区域面积越大剩余强度越小有限元模型网格图fig11elementmeshhemodel剪切弹簧元的刚度为
蜂窝夹层结构粘接用聚酰亚胺胶膜的研究_霍海涛
收稿日期:2010-09-20作者简介:霍海涛,1986年出生,博士研究生,主要从事高温聚酰亚胺粘接材料的研究。
E -m ai :l fanli n @i ccas .ac .cn蜂窝夹层结构粘接用聚酰亚胺胶膜的研究霍海涛 莫 松 孙宏杰 杨士勇 范 琳(中国科学院化学研究所,高技术材料实验室,北京 100190)文 摘 采用热固性聚酰亚胺胶黏剂K H PI A -S 制备了聚酰亚胺胶膜,系统研究了胶膜的厚度以及表面处理剂对复合材料蜂窝夹层结构粘接性能的影响规律。
结果表明,制备的聚酰亚胺胶膜具有优异的高温粘接性能,在320 下对不锈钢试片粘接的剪切强度超过11MPa ,对蜂窝夹层结构粘接的平拉强度最高可达2.1MPa 。
关键词 聚酰亚胺,胶膜,蜂窝夹层结构,耐高温Po l ym i i de F il m Adhesi ve forH oneyco mb Sa nd w ich Struct ure Bondi ngHuo H a itao M o Song Sun H ongjie Yang Sh iyong Fan L i n(L aboratory of A dv anced P o l yme rM a teria l s ,Institute of Chem istry ,Ch i nese A cade m y o f Sc i ences ,Be ijing 100190)Abst ract Poly i m ide fil m adhesives w ere prepared by coati n g t h er m oset po l y i m ide adhesive KHPI A -S ontow oven E -glass fiber .The e ffects of fil m th ickness and surface pretreat m ent agent on the adhesi v e properties for bond -i n g honeyco m b sand w ich struct u re w ere i n vesti g ated .The resu lts i n d icated that the po ly i m i d e fil m adhesives exh i b ited excellent adhesive pr operties at e levated te m perature ,w hich gave the lap shear strength fo r sta i n less steel excess 11M Pa and flat w ise tensile strength for honeyco m b sand w ich str ucture as h i g h as 2.1MPa at 320 .K ey w ords Po l y i m i d e ,F il m adhesi v e ,H oneyco m b sand w ich str ucture ,H i g h -te mperature resistance 0 引言以金属或纤维增强复合材料等制造的蜂窝夹层结构具有质轻、耐疲劳性能好、材料利用率高等优点,可用于制造飞行器的头锥、机翼、尾锥和壁板等。
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。
周边封闭铝蜂窝夹层结构配合改进和胶接工艺研究
周边封闭铝蜂窝夹层结构配合改进和胶接工艺研究
程勇;罗辑;闫雷鸽;李超
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】采用多种材料作为校验膜测试零件间的配合间隙,分析对比使用效果确定了最佳校验材料.对柔性蜂窝芯零件的周边加强和定位进行了研究,在蜂窝芯边缘和倒角区采用泡沫胶修形,改善零件间的配合关系.为提高板-板区的胶接质量,采用自制压条使板-板胶接区平整,且满足了无损检测的要求.
【总页数】4页(P105-107,111)
【作者】程勇;罗辑;闫雷鸽;李超
【作者单位】中航工业成都飞机工业(集团)公司复合材料加工厂;中航工业成都飞机工业(集团)公司复合材料加工厂;中航工业成都飞机工业(集团)公司复合材料加工厂;中航工业成都飞机工业(集团)公司复合材料加工厂
【正文语种】中文
【相关文献】
1.关于胶接铝蜂窝夹层结构90°剥离试验计算方法的探讨 [J], 赵桂芳
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3.变截面蜂窝夹层结构复合材料胶接工艺研究 [J], 汪亮;孙玲
4.配合间隙对蜂窝夹层结构板芯胶接质量的影响与研究 [J], 刘志杰;张艳芳;刘安黎;冷卫红;何凯
5.配合间隙对蜂窝夹层结构板芯胶接质量的影响与研究 [J], 刘志杰;张艳芳;刘安黎;冷卫红;何凯
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航空用蜂窝夹层结构及制造工艺
航空用蜂窝夹层结构及制造工艺摘要：蜂窝夹层结构复合材料的性能主要由蒙皮和蜂窝芯材料的性能所决定，这些性能主要包括蒙皮的厚度与材质，蜂窝芯材的高度、材质、密度、孔格大小以及形状等。
近些年，研究人员围绕蜂窝夹层结构复合材料做了大量研究并取得了一定成果。
关键词：航空结构；蜂窝；夹层结构；成型工艺预浸料；胶粘剂一、材料体系与性能1.蜂窝芯子。
蜂窝种类包括Nomex蜂窝、铝蜂窝及玻璃布蜂窝等，其功能是将上、下面板隔开，以承受由一个面板传递到另一个面板的载荷和横向剪力。
根据孔格形状可分为正六边形、过拉伸、单曲柔性、双曲柔性、增强正六边形和管状等。
在这些蜂窝夹芯材料中，以增强正六边形强度最高，正六边形蜂窝次之。
由于正六边形蜂窝制造简单，用料省，强度也较高，故应用最广。
应用上，由于NOMEX蜂窝与铝蜂窝相比，局部失稳的问题要小得多，而且NOMEX材料不导电，不存在电化腐蚀问题，还能够满足FST（烟雾毒性）等要求，所以在航空制造上具有广泛的应用领域。
不同规格的蜂窝具有不同的密度和力学性能，密度小于48kg/m3的蜂窝属于低密度蜂窝，这类蜂窝在民机、直升机、无人机等亚音速飞机上具有广阔的使用前景。
密度为48~80kg/m3的蜂窝称为中、高密度蜂窝，具有较高的强度及刚度，广泛应用于某些有特殊力学性能要求的部位，如歼击机的平尾、鸭翼及方向舵等。
目前国外航空用蜂窝的生产厂家主要有Hexcel、M.C.Gill、Plascore、Advanced Honeycomb Technologies及Euro-technologies Inc.等，国内主要是中航复合材料有限责任公司。
不同厂家生产的Nomex蜂窝制造标准和产品性能是有差异的，选用时可参考GJB1874及其他有关资料。
2.面板材料。
面板种类包括铝合金、玻璃钢及碳纤维复合材料等，目前航空结构上采用的大多为碳纤维单向带或织物增强复合材料。
面板主要功能是提供要求的轴向弯曲和面内剪切刚度。
双曲率U型蜂窝夹芯金属胶接件校验膜制造和胶接工艺研究
双曲率U型蜂窝夹芯金属胶接件校验膜制造和胶接工艺研究通过改变影响双曲U型蜂窝夹层结构胶接件膠接界面配合间隙的多个工艺参数进行试验，分析对比校验了膜效果，确定了最佳工艺参数。
试验结果表明：固化压力是影响双曲U型蜂窝夹层结构金属胶接件的主要因素。
随着固化压力增加，胶接界面配合间隙减小。
为提高固化压力，采用自制硫化橡胶均压板，所得金属胶接件校验膜合格且满足无损检测要求。
标签：双曲率；蜂窝夹芯结构；金属胶接；校验膜；胶接工艺金属胶接工艺是利用胶粘剂与被粘物之间的粘附力，将被粘物连接成为一个整体，并具有一定力学性能的飞机结构件制造工艺，包括金属结构胶接、非金属结构胶接、金属与非金属之间的胶接。
采用金属胶接工艺可以大量减少飞机零件之间的机械装配和紧固环节，减少了装配带来的内应力，从而提高性能、降低成本、减轻飞机重量[1]。
国外某大型客机尾翼翼尖部位就采用了该种结构，如图1所示。
该金属胶接件为外蒙皮-金属蜂窝-内蒙皮胶接结构，为双曲率U型结构；零件开口极小，胶接区域最窄处（如图1所示A处）开口仅为56mm；金属蒙皮制造公差大，零件的型面回弹大，蒙皮-蜂窝之间配合极差；外蒙皮存在由于化铣台阶所带来的厚度阶梯变化，导致蜂窝-蒙皮在化铣台阶处配合差。
上述特征导致胶接质量不好控制，容易出现无损检测空腔的情况。
本文就该类型铝蜂窝夹层金属胶接件所存在的上述问题进行了研究，通过校验膜的校验方法对隔离材料的铺贴方式、固化压力等因素进行研究，确定了双曲U型蜂窝夹层金属胶接件的胶接工艺。
1 制造方案1.1 校验膜制造流程预装→铺贴→组装封袋→固化→脱模清理→校验膜依据此工艺流程，我们进行了该类型金属胶接结构件的校验膜试验，并对其进行了分析验证。
1.2 胶接件制造流程预装→待胶接蒙皮阳极化→喷漆→铺贴→组装封袋→固化→脱模清理→无损检测→喷漆→成品依据此工艺流程和通过校验膜确定的工艺参数，我们进行了零件的试制，并进行了无损检测。
2 结果与讨论2.1 胶膜隔离膜铺贴方式的选择采用胶接用的胶膜作为校验膜，使用时在胶膜两侧铺贴隔离膜，其作用是防止胶膜粘结蜂窝和蒙皮。
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蜂窝夹层结构的注胶修理工艺研究
作者：邵蕊
来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第14期
摘要：近年来，随着民航领域的快速发展，各大航空公司机队规模逐渐扩大，复合材料用量呈明显递增趋势，其用量和比例已成为衡量飞机是否先进的重要标准之一。
由于复合材料普遍存在层间性能弱、易受冲击损伤等缺点，在服役期间易受到挤压、超载、冲击和环境等因素的影响造成损伤，从而影响复合材料的整体结构性能。
因此，复合材料发展和应用对其缺陷损伤注胶修理提出迫切要求。
关键词：复合材料;修理;技术
复合材料蜂窝夹层结构主要是由两层刚度/强度较高的上、下面板和一层厚而轻的低密度夹芯层组成，将上、下蒙皮与芯子通过粘接剂胶接，采用直接注塑或模压的加工工艺获得整体结构。
蜂窝夹层结构有质量轻、刚度大、隔热性能较好的优点，大量应用于飞机结构。
但飞机在服役过程中不可避免地因意外撞击、鸟撞、冰雹等冲击，造成复合材料夹层结构的损伤。
从而大大降低结构的承载能力，因此复合材料蜂窝夹层结构的修理及修理后剩余强度受到研究人员越来越多的关注。
一、复合材料受损结构件修补的重要性
目前，军机和客机老龄化问题日趋严重，为了确保现役飞机的正常使用，延长老龄飞机的经济寿命，就必须对受损部位进行维修，或对受损构件进行更换。
由于现代飞机设计、制造成本昂贵，而飞机结构的损伤绝大多数具有局部性和多发性的特点，对于那些不很严重的损伤，更换损伤结构，非但不必要，而且将花费大量的人力、物力和财力，延长飞机的停飞事件，造成浪费。
这时，最经济、最有效的方法就是对飞机的受损部位进行修理，以完全或部分恢复构件的承载能力，保证它的使用安全性。
由此可见，修理受损的复合材料结构件是非常必要而且重要的。
二、复合材料常见缺陷及损伤修理
1、常见典型损伤和缺陷。
生产过程中工艺控制不当、在服役过程中受到物体冲击或受环境条件影响，这些因素都会造成复合材料的损伤或缺陷，复合材料在制造和使用中的常见缺陷和损伤如表。
2、损伤容限与修理容限。
修理容限指的是两个定量的界限，在复合材料修理中即表述为出现缺陷或损伤后需不需修、能不能修。
结构的损伤容限是指损伤范围从阈值到临界值，以确定损伤结构在规定的使用期间是否具有足够的剩余强度。
修理工艺水平和经济因素决定了修理容限。
三、复合材料结构修理方法
1、注胶与填胶修理。
注胶修理是指当层合板结构或夹芯结构出现小面积的内部分层或脱胶损伤时，将渗透性和流动性好的低黏度树脂注入到分层或脱粘区域并使之固化粘合的一种胶接修理方法。
填胶修理是将树脂胶或其他填料填充或灌注到损伤区以恢复其结构完整性的一种修理方法，通常在一些装饰性结构和受载较小的蜂窝夹层结构上使用。
修复的主要形式有表面划痕、凹坑、部分蜂窝芯损坏、孔位置错误、孔尺寸过大。
2、胶接连接修理。
通过使用胶粘剂将被修补结构与补片共同固化连接在一起的复合补片的修复方法称为胶接修复，以确保损坏的复合材料的结构完整，完成载荷转移的修复。
在实际工作中，胶接修补是复合材料结构修补使用最多的修补方法，根据补片胶接方式不同，又可分为贴补法和挖补法两种。
（1）贴补法。
贴补法是指在去除损伤结构后，在缺陷部位表面附着固定补片，以恢复结构完整性、使用性能及承载力学性能的一种胶接修补手段。
根据补片粘贴位置，贴补法可以分为单面贴补和双面贴补。
由于其对操作设备要求不高，具有操作简单、周期短等优点，该方法多用于外场临时性修理，由贴补法不能应用于对气动外形要求较高的部位的修理。
基于连续介质损伤力学和粘聚区模型建立了修补复合材料层合板的渐进损伤分析模型，计算了贴补修复后拉伸载荷下的极限强度，研究了补片复合材料的损伤演化过程，并讨论了补片参数对修补后拉伸性能的影响，得出不同破坏模式下补片参数的改变对其力学性能的影响。
当主要破坏模式是补片破坏时，补片的直径对修补结构的极限强度影响不大;当破坏模式是胶层破坏时，补片直径的增大可显著提高修补的极限强度。
分析原因为当补片直径较小时，胶层剥离应力较大，此时胶层容易首先失效;补片直径逐渐增大，胶层剥离应力随之降低，不易失效，故修补结构的极限强度随着补片直径的增大而明显提高。
（2）挖补法。
挖补法是先将损伤和缺陷部位去除，再在损伤部位填以新材料的一种胶接方法。
根据去除损伤时打磨手段不同又可分为斜接法和阶梯法。
相较于贴补法，复合材料结构经过挖补修理后，胶接面的胶层剪切应力较为均匀，且能保持较好的气动外形。
因此，挖补法多用于曲率较大、对承载及气动外形要求较高的复合材料结构。
[2]采用了三维损伤累积模型
与试验相结合的方式研究了修理后的复合材料层合板的拉伸性能，探讨了挖补角对修复后层合板力学性能的影响，得出挖补修理中胶层失效载荷随挖补角的增大而减小。
同时分析了层合板挖补修复后受拉伸性能的影响、胶层失效后传力路径的变化，得到在胶层完全破坏后损伤会沿母版最窄处向两侧自由边迅速扩展。
当挖补修补结构不同时斜接法对挖补修理后力学性能变化的影响，分别对斜坡比为1：10、1：20、1：30和1：40的层合板进行拉伸破坏试验，得出当斜坡比为1：30时采用斜接法修补抗拉强度最好，同时总结了斜接法修补后的断裂位置特征，得出断裂类型主要有脱胶断裂和补片断裂。
在当前航空航天领域发展迅猛趋势下，我国未来几年在复合材料修理技术领域有望取得更大的突破。
在完善与充分利用现有技术的基础上，应不断汲取新技术方向发展;将实际工程相结合，成熟健全的修理技术是复合材料应用于各个领域的有力保障;开展复合材料修理标准化科学框架研究，大幅度提高修理效率，促进航空领域的可持续发展。
参考文献
[1]杜善义，关志东.我国大型客机先进复合材料应对策略思考[J].复合材料学报，2017，25（1）：1-10.
[2]王长越，邢素丽.冲击损伤下航空复合材料修复技术研究进展[J].玻璃鋼/复合材料，2017，12.
[3]徐绯，刘斌，李文英.复合材料修理技术研究进展[J].玻璃钢/复合材料，2016，8.
[4]相超，周丽，宋恩鹏.拉伸载荷下贴补复合材料层合板的渐进损伤分析[J].工程力学，2017，31（10）：21.。