热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构
复合材料蜂窝夹芯楔形结构件修补工艺研究
第 ３期 ６
２ ０ １ ４年 ９月 ． ３
Ｓ ｅ ｐ ．， ２ ０１ ４
ＦＩ ＢＥＲ Ｃｏ Ｍ Ｐｏ ＳＩ ＴＥＳ
复 合 材 料 蜂 窝 夹 芯 楔 形 结 构 件 修 补 工 艺 研 究
杨龙 英 ， 程 勇
（ 成都飞机工业 （ 集 团） 有 限 责任 公 司 ， 成都 ６ １ ０ ０ ９ ２ ）
改 进改 型 的机 型 上均 已扩 大使用 复合 材料 。一 方面
复合 材料 制件 在使 用 过 程 中 ， 需 反 复 承受 载荷 和 湿
蜂窝夹层修理结构的弯曲性能试验分析
蜂窝夹层修理结构的弯曲性能试验分析摘要：随着纤维增强树脂基复合材料在民用和军用飞机上的应用，复合材料部件在制造和使用过程中可能出现缺陷和损伤。
因此，复合材料的修复效果已成为复合材料修复领域的研究热点。
飞机复合材料结构件大多数都采用蜂窝夹层结构，如雷达罩、客舱地板、各类装饰面板、各类整流罩、操纵舵面和梁腹板等。
关键词：蜂窝夹层结构；挖补修理；弯曲强度；破坏模式；修理设备；使用四点弯加载方式研究分析了含损伤蜂窝夹层修理结构的弯曲性能，该夹层结构由碳纤维增强的聚合物面板和蜂窝芯子组成。
进一步分析了挖补斜度、挖补方式、损伤程度、修理设备和修理材料对修理板弯曲性能的影响。
研究表明，修理板的破坏模式可分为补片边缘折断、补片中面折断和胶层破坏三种，相同破坏模式修理板的名义弯曲强度相近，其中前两种破坏模式修理板的名义弯曲强度与完好板相近，而第三种破坏模式修理板的名义弯曲强度相对较低。
所有修理板的名义弯曲强度恢复率基本处于９５％以上，同时修理后抗弯刚度也满足修理准则。
一、挖补参数影响分析为了分析挖补参数（挖补斜度和挖补方式）对修理后结构的弯曲性能的影响，采用热压罐进行固化，以排除胶接质量的影响。
关于挖补斜度对弯曲性能的影响分析，考虑１∶１０、１∶３０、１∶５０三种斜度的对比分析。
胶层破坏的特征是破坏发生在胶层内部，当载荷超过胶黏剂强度时发生，一般会发生胶层剪切破坏和胶层剥离破坏两种破坏模式，破坏通常发生在应力集中区域。
通常胶层剪切强度比剥离强度高很多，胶层发生剪切破坏是可以接受的，因此应减少剥离破坏的发生。
对于斜面搭接连接形式，当斜面的坡度越陡，剥离应力就越大，也就是对于挖补修理，挖补斜度越小，剥离应力越大，胶层越易发生剥离破坏，即胶层可能在层板破坏之前先发生破坏，导致整个修理板的强度降低。
可以看出，面板挖补斜度由１∶１０到１∶５０的变化过程中，胶层的坡度由陡变缓，在１∶１０斜度时，胶层易发生剥离破坏，而在１∶５０斜度时，胶层更易发生剪切破坏，因此，斜度变缓可以提高胶层的强度，修理效果相对较好，这与相关文献的研究结果一致当胶层破坏中剥离破坏占主导因素时，胶层破坏可能发生在层板破坏之前，此类结构相对完好层板名义弯曲强度略低，这与１∶１０试验结果相符合，胶层破坏、补片撕裂、中面折断破坏；而当胶层破坏中剪切破坏占主导因素时，胶层破坏可能发生在层板破坏之后，此类结构与完好板的破坏模式相似，名义弯曲强度相近，这与１∶３０和１∶５０的试验结果相符合，补片边缘面板折断，蜂窝压溃。
蜂窝夹层结构复合材料
.夹层结构一种复合构造的板、壳结构，它的两个表面由很薄的板材做成,中间夹以较轻的夹芯层。
前者称为表板,要求强度高；后者称为夹层，要求重量轻。
第二次世界大战时,为了充分利用木材资源,英国的“蚊式”轰炸机上就采纳了全木质夹层结构。
一样夹层结构用于机翼、尾翼、机身、箭体、箭头、减速板、发动机短舱、隔音装置、防火隔板等。
与薄壁结构的薄蒙皮相较，夹层板的厚度大得多，抗击失稳能力强，重量还可减小，而且表面滑腻，气动外形良好。
但它的制造工艺复杂，工艺质量又不易查验，因此应用受到限制。
夹层结构表板的材料有、不锈钢、和各类。
夹层材料有轻质木材、泡沫塑料等，也可用金属材料或复合材料制成波纹板夹层或蜂窝型夹层（见）。
夹层与表板一样用胶粘结在一路,也可用熔焊、焊接连接,形成整体。
在整体受力分析中，以为上、下两表板只经受表板面内的拉、压力和剪切力,不能经受弯矩和扭矩,而中间夹层只经受垂直于夹层中面的切力。
夹层结构与一样板壳结构受力分析的唯一不同在于挠度计算中除考虑弯曲力矩产生的挠度外，还要考虑剪力的阻碍。
夹层结构的两表板之间距离较大，因此夹层结构的弯曲刚度比一样板壳结构大得多，失稳临界应力显著提高。
夹层结构自身不用铆钉,免去钉孔引发的应力集中,提高了疲劳强度。
夹层结构与相邻结构的连接较为复杂，夹层本身的局部接触强度较弱,又需经受连接的集中力,因此必需妥帖进行接头设计。
轻质夹芯高强度面层.类型、特点及应用类型：按面层分类：玻璃钢、金属、绝缘纸、胶合板、塑料板等按芯层分类：泡沫夹层结构、波板夹层结构、蜂窝夹层结构等。
特点：泡沫夹层结构的夹芯材料是泡沫塑料其质量轻、刚度大、保温隔热性能好。
可是强度不高蜂窝夹层结构的夹芯材料是蜂窝材料(玻璃布蜂窝、纸蜂窝、棉布蜂窝等)特点：质量轻、强度大、刚度大应用：构件尺寸较大、强度要求较高的部件。
如图：波板夹层结构波板夹层结构的夹芯材料是波纹板(玻璃钢波纹板、纸基波纹板和棉布波纹板)。
特点：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，质量轻、刚度大。
挖补修理复合材料层合板静力压缩与疲劳性能试验研究
DOI：10.19936/ki.2096-8000.20210528.015挖补修理复合材料层合板静力压缩与疲劳性能试验研究苏雨茹，关志东*，王鑫，张书铭，黎增山(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：挖补修理是应用较广的复合材料结构永久性修理方法。
本文对热补仪固化的湿铺层挖补修理和预浸料挖补修理复合材料层合板的静力压缩和压-压疲劳性能进行试验研究。
试件挖补斜度为1：30,有3种损伤大小。
疲劳试验的峰值和谷值为70%和7%限制载荷，共100万次。
疲劳过程中采用无损C扫描检测试件的损伤及扩展情况。
记录静力及疲劳后静力的应变数据、破坏载荷及破坏模式。
试验结果表明：两种修理方式的试件在疲劳过程中均未出现损伤及扩展现象，疲劳后试件刚度未有降低;修理方式、是否经过疲劳和损伤大小对试件的屈曲载荷和破坏载荷没有影响；端部压溃试件比中部折断试件破坏载荷更高；两种修理方式的破坏载荷均可达限制载荷的200%以上,修理效果较为理想。
关键词：挖补修理；湿铺层；热补仪；压缩性能；压-压疲劳；复合材料中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：2096-8000(2021)05-0098-061前言复合材料作为一种新型高性能材料,具有比强度高、比刚度高、耐高温、抗疲劳等优异特性,已被广泛应用于航空领域［1］°飞机复合材料结构在使用过程中不可避免地会产生各种损伤，威胁到结构的使用安全［2］，需对其进行修理以恢复使用功能⑻°胶接挖补修理是一种永久性修理法，修理后结构强度恢复率高,表面具有良好的气动性能。
一般采用预浸料作为修理材料，当固化设备及材料缺少时，工程上常采用湿铺贴方式代替预浸料修理方式,配合使用热补仪更有利于外场修理。
修理后结构的承载能力是表征结构性能的关键因素。
复合材料结构在工况中不仅会受到静载，还经常会受到疲劳载荷的影响。
国内外学者对复合材料挖补修理结构进行了大量研究。
研究结果表明，挖补修理层合板的拉伸和压缩强度恢复率均可达到80%以上［4,5］°刘遂等［6-8］对挖补修理后的平面编织混杂铺层层合板的拉伸性能进行了试验及数值研究。
修理工艺对边缘封闭蜂窝夹层结构弯曲性能的影响
修理工艺对边缘封闭蜂窝夹层结构弯曲性能的影响摘要：复合材料因具有比强度和比刚度高、可设计性强、疲劳性能好、耐腐蚀等许多优异特性，近年来在飞机结构中的用量激增。
复合材料结构在制造和使用过程中不可避免会出现损伤，因此其结构的修理问题越来越受到人们的重视，复合材料修理效果成为当前复合材料修理方面的热点之一。
飞机实际结构中大量使用蜂窝夹层结构，如雷达罩、客舱地板、各类装饰面板、各类整流罩、操纵舵面和梁腹板等，对蜂窝夹层结构修理后的力学性能开展研究是有必要的。
关键词：蜂窝夹层结构；挖补修理；抗弯强度；破坏模式；强度恢复率；运用四点弯加载方式研究含损伤的边缘封闭蜂窝夹层结构修理后的弯曲性能，同时分析损伤直径、损伤类型和修理设备对修理板弯曲性能的影响。
结果表明：所有修理板的抗弯强度恢复率基本处于90％以上；热压罐固化比热补仪固化效果稍好；胶接质量好的前提下，损伤大小对修理效果没有影响，然而损伤越严重，对胶接质量的要求就越高；修理后结构中央的抗弯强度恢复率比结构边缘损伤的高。
一、概述夹层结构通常是由比较薄的板材作面板，比较厚的密度小的材料作芯子胶接而成，一般面板采用强度和刚度比较高的材料，而芯子支撑其间，使面板在承受压力时能够较好地保持弹性稳定性。
夹层结构的特点是抗弯刚度较高，可以在最小质量下达到刚性结构件的要求，因此在飞机结构中有广泛的应用。
研究铝蜂窝夹层结构在四点弯静力和疲劳作用下的破坏模式和破坏载荷；针对几类芯子的弯曲应力进行精确分析；研究蜂窝夹层结构的力学性能，分析了预置缺陷对弯曲性能的影响。
针对修理后复合材料结构的承载能力进行了实验验证。
国外一些学者对修理后复合材料结构开展了大量的实验研究。
等针对修理后的蜂窝夹层结构进行四点弯测试，分析相关修理参数的影响；汪海等口胡研究轴压蜂窝夹层修理结构的强度及破坏模式。
蜂窝夹层结构的主要损伤包括蒙皮和蜂窝芯的损伤、分层及脱胶。
夹层结构承受弯曲载荷下常见的破坏模式：总体失稳，由夹层结构的弯曲刚度不够导致的；芯子剪切皱折，是由于芯子剪切模量过小，胶黏剂剪切强度过低，产生在挠曲之后的最终破坏；面板起皱，是由于胶黏剂平面压缩强度不够而产生面板向外凸出，或者芯子压缩强度不够而产生面板向内凹陷；蜂窝孔间面板失稳(起波)，是由于面板太薄，蜂窝孔太大，这种现象由于向临近蜂窝孔发展而可能引起破坏，从而导致面板起波；面板破裂，由面板强度不够，厚度不够导致的；芯子剪切破坏，由芯子剪切强度厚度不够导致的；芯子挠曲压塌，由芯子平面压缩强度不够导致的；芯子局部压损，是由芯子压缩强度太小导致的；面板与芯子分离是由面板与芯子胶接强度不够导致的。
复合材料的挖补修理
复合材料的挖补修理Composite materials are widely used in various industries due totheir lightweight, high strength, and corrosion resistance. However, these materials are susceptible to damage and may require patch repairs to maintain structural integrity. When it comes to patch repairs for composite materials, it is essential to consider the type of damage, the material being repaired, and the repair method used.复合材料由于其轻质、高强度和耐腐蚀性而被广泛应用于各个行业。
然而，这些材料容易受损，可能需要挖补修理来保持结构完整性。
当涉及到复合材料的挖补修理时，必须考虑损坏类型、被修复的材料以及所使用的修理方法。
There are several common types of damage that can occur in composite materials, including delamination, impact damage, and cracking. Delamination is a separation of layers within the composite material, which can weaken the overall structure. Impact damage, on the other hand, occurs when an external force causes a dent or puncture in the material. Cracking can also occur due to stress or age, leading to potential structural failure if not addressed.复合材料中可能发生的常见损坏类型包括分层、冲击损伤和开裂。
蜂窝夹层复合材料修补结构低速抗冲击性能
蜂窝夹层复合材料修补结构低速抗冲击性能
李娜;路鹏程;才华;张璟璇
【期刊名称】《航空材料学报》
【年(卷),期】2022(42)5
【摘要】采用换芯挖补修理方法,对铝蜂窝夹层复合材料板进行单侧面层及蜂窝芯损伤的修理。
对完整蜂窝夹层板和修理蜂窝夹层板进行落锤冲击实验,对比分析换芯挖补修理对蜂窝夹层板耐冲击性能的影响。
采用X射线数字成像技术和宏观观察相结合的方法分析蜂窝夹层板在受到低速冲击时的损伤形式,研究其内部损伤规律,并对其冲击后剩余压缩性能进行表征。
结果表明:完整蜂窝夹层板和修理蜂窝夹层板的损伤面积均随着冲击能量的增大而增大;相同的冲击能量下,完整蜂窝夹层板的损伤面积大于修理蜂窝夹层板的损伤面积;修理蜂窝夹层板的冲击载荷曲线类型较完整蜂窝夹层板发生了明显的变化,表现出较好的抗冲击性能,相同冲击能量下,修理蜂窝夹层板的CAI强度高于完整蜂窝夹层板;破坏机制包括冲击损伤破坏和压缩破坏的扩展,修理蜂窝夹层板蜂窝拼接区的抗冲击性能最好。
【总页数】10页(P109-118)
【作者】李娜;路鹏程;才华;张璟璇
【作者单位】中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室;中国民航大学理学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.复合材料蜂窝夹层结构的局部脱粘缺陷修补评价
2.芯体壁厚对 Nomex 蜂窝夹层结构抗冲击性能的影响
3.树脂基复合材料蜂窝夹层结构的修补技术
4.车辆底部防护蜂窝夹层结构抗冲击性能分析
5.铝蜂窝夹层结构抗冲击性能试验与数值研究
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热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构
热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构发表时间：2020-09-08T02:41:02.953Z 来源：《防护工程》2020年14期作者：李东洋[导读] 本文对热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构进行了阐述。
航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江省哈尔滨市 150060摘要：热补仪挖补修理技术作为现代复合材料的主要修补技术之一，得到了广泛的应用，该技术的应用不仅要重视结构损伤的分析和解决，同时还需根据修补要求做多种技术应用优化，以保证技术应用的有效性。
本文对热补仪挖补修理复合材料蜂窝夹层结构进行了阐述。
关键词：热补仪；挖补修理；复合材料；蜂窝夹层蜂窝夹层结构件因面板很薄，面板与芯子间存在胶接界面，在制造、使用过程中，不可避免地会出现面板分层、板芯脱粘、面板和芯子损伤甚至穿透性损伤现象，因此，有必要对复合材料蜂窝夹层结构进行高效、低成本修理。
而胶接修理是复合材料蜂窝夹层结构常见的修理方法，通常采用热补仪或热压罐进行修补固化。
一、蜂窝夹层结构概述蜂窝夹层结构是由一个密度较小的蜂窝芯层(一般为正六边形)和两块较薄的实心面板通过胶接或焊接的方法制作而成。
在轴向力的作用下，蜂窝面板主要承受拉伸和弯曲载荷，而蜂窝芯可承受绝大部分的剪切载荷。
正是由于这种高效的承受载荷方式，使蜂窝夹层板的力学性能大大提升。
此外，由于蜂窝夹层结构具有质量轻、弯曲刚度与强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音、隔音和隔热性能好等优点，其中绝大多数的优点都是由于蜂窝夹层结构其特有的工艺所决定的，而这些优点也是导致蜂窝夹层结构在航空领域上应用越来越广的主要原因。
二、实验1、实验原料和设备。
1)原材料：CYCOM977-2-35-12KHTS预浸料，简称HTS/977-2，单层名义厚度0.261mm，177℃固化；MTM44-1/HTS(12K)-134-35%RW预浸料，简称HTS/MTM44-1，单层名义厚度0.131mm，177℃固化；PL7000.05M高温胶膜，名义厚度0.2mm，177℃固化；FM490A蜂窝拼接胶，121℃或177℃固化；HRH-10-1/8-3.0芳纶蜂窝芯子，厚度10mm。
蜂窝夹层结构
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则 比值为 7
蜂 窝夹层 结构具有极大的 弯 曲刚性 这是蜂窝夹层 结构的第一 个优 点
此 外还有优 点 即 : 因为成为 2 重结构
,
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,
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所 以气密性和 隔热性优异 奋
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因为是粘接 结构 所 以表面 可 以做得很 平滑; 结构衰减大, 由冲击 而
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窝芯材 等
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而且芯材 除
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硬 木材 的直 木纹 的薄木片做蜂 窝材料的壁 面
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小 知识
蜂 窝 夹 层
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蜂窝夹层结构复合材料的制备及应用
蜂窝夹层结构复合材料的制备及应用摘要：蜂窝夹层复合材料由两块高强度上下面板夹着一层蜂窝芯组成，其结构具有高比强度、高比刚度、优异的隔热、透波性能等，因此在航空航天、船舶等领域得到了广泛应用。
基于此，本文首先阐述了夹层结构复合材料的制备现状，亲分析了蜂窝夹层结构复合材料的应用。
关键词：蜂窝夹层结构；复合材料；制备；应用蜂窝夹层复合材料具有优异的性能，有利于减少固体废物的排放量和保护生态环境等，不仅具有良好的经济、社会效益，特别是在“低碳经济”理念环境下，其产业化应用前景及发展空间更为广阔。
一、夹层结构复合材料制备现状夹层复合材料通常由薄面板和厚芯子胶接而成，在夹层结构中，面板作为主要的承力部件与中间填充的芯子共同发挥作用。
当承受弯曲载荷时，面板主要承受拉伸或压缩载荷，芯子传递剪切力，因此在夹层结构设计中，面板需选择面内刚度及强度大的材料或结构，芯子需选择面外剪切强度及剪切刚度大的材料或结构。
1、面板材料的选择。
从材料的角度来看，面板的发展经历了从金属材料到非金属材料的演变过程；从结构上看，面板的发展经历了从单一结构(合金面板)到层合结构(层合面板)的过程，当前广泛应用的面板多为非金属层合面板。
在夹层结构中，面板是主要的承力部件。
与芯子材料相比，面板材料具有高密度、高模量、高强度等特点。
目前，在纤维增强复合材料中广泛应用的增强纤维有芳纶纤维、硼纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
其中，芳纶纤维具有较高的拉伸强度、高弹性模量、低密度等性能，但芳纶复合材料的压缩强度低；虽然硼纤维具有优异的强度及模量，但由于其昂贵的价格，仅限于同碳纤维混杂使用，被碳纤维逐渐取代。
为了提高力学性能，应选用比强度及模量较高的碳纤维作为原材料，但由于其价格较高，在应用中需大量的原料，因此，低成本的玻璃纤维仍是最常用的增强材料，但其弹性模量较低。
在设计有刚度要求的产品时，可利用复合材料结构形式的局限性小、易成型的优点，通过改变截面尺寸，设计高刚度变截面的结构形式及布置，以弥补其低弹性模量的弱点。
含穿透损伤复合材料蜂窝夹芯修补结构强度分析
所计 算 出 的应力 值 。 １２ 复 合材 料渐 进 损伤 失效 判据 及退 化 ．
想， 本文研究含 穿透性损伤复合材料蜂窝夹芯结构 失效形式与剩余强度 ， 及其修补结构 的失效形式 和
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作 者简介 ： 华 （９６ ） 西北 工业 大学博士研究生 ， 周银 １８一 ， 主要从 事复合材料研究 。
第 ４期
周银华等 ： 含穿透损伤复 合材料蜂窝夹芯修补结构 强度分析
以 、 分别代表 纤维拉伸 、 维压缩 、 ｄ Ｃ 纤 基 体拉伸与基体压缩的损伤变量。取值为 ０ 代表未损
２１ ０ １年 ８月
西 北 工 业 大 学 学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｏｔｗｅｔｒ ｏｙｅ ｈ ｉａ ｎｖ ｒｉ ｏ ｒａ ｆＮ ｒ ｈ ｓ ｎ Ｐ ｌｔｃ ｎｃ ｌＵ ｉｅｓｔ ｅ ｙ
Ａｕ ． ２ １ ｇ ０１ Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ４ １２ ．
第 ２ 第 ４期 ９卷
含 穿 透 损 伤 复合 材 料 蜂 窝 夹 芯 修 补 结构 强 度分 析
虑 到 面板 与夹 芯 的损 伤 ， 为结构 中上 、 认 下表 板 与蜂
拉压失效判据
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窝芯中有一个结构失去了承载能力则整个结构就达
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用损伤变量 Ｄ来表示材料 的损伤程度。 而材料
到了极 限载荷 。这些研究与实际结构有很大 出入 ， 对整体结构的承载能力影响不大 ， 却不能较准确地
复合材料蜂窝夹层结构
复合材料蜂窝夹层结构
哎呀，说起“复合材料蜂窝夹层结构”，这可真是个新奇又有点复杂的东西呢！
你能想象吗？就好像我们吃的夹心饼干，外面是脆脆的两层，中间是甜甜的夹心，复合材料蜂窝夹层结构也有点像这样。
它的外面是坚固的两层材料，而中间呢，是像蜂窝一样一格一格的结构。
有一次，在科学课上，老师给我们展示了这种结构的模型。
我和同桌小明都瞪大了眼睛，好奇得不行。
我问老师：“老师，这东西到底有啥用呀？”老师笑着说：“这用处可大啦！比如说飞机的翅膀，很多就是用这种结构做的。
”我一听，惊讶得差点叫出声来：“啥？飞机翅膀？那得多结实啊！”
小明也忍不住插话：“那它咋就能让飞机翅膀那么厉害呢？”老师耐心地解释：“你们看啊，这中间的蜂窝结构，轻得很，但又特别能承重。
就像小小的蚂蚁能举起比自己重好多倍的东西一样，这蜂窝夹层结构也有着大大的力量。
”
后来，老师还告诉我们，这种结构不仅用在飞机上，在一些汽车零件、甚至是建筑里也能看到它的身影。
我就在想，这小小的蜂窝，怎么就有这么大的能耐呢？
比如说，在汽车里，它能让车更轻，跑得更快还更省油。
这难道不神奇吗？这就好比一个大力士，看起来瘦瘦小小的，可一出手，力气大得吓人！
再想想建筑，如果用了这种结构，房子是不是能更坚固，还能节省材料呢？
我觉得啊，这复合材料蜂窝夹层结构就像是一个隐藏的超级英雄，平时不显眼，关键时刻却能发挥巨大的作用。
总之，复合材料蜂窝夹层结构真的是太厉害了，未来肯定还会在更多的地方大展身手，给我们带来更多的惊喜！。
修理工艺对边缘封闭蜂窝夹层结构弯曲性能的影响
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈｅ ｆ ｌ ｅ ｘｕ ｒ ａ ｌ ｂ ｅ ｈ ａ ｖｉ ｏｒ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｒ ｅ ｄ ｈ ｏｎ ｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ａ ｎ ｄｗｉ ｃ ｈ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ ｅ ｄｇ ｅ ｗｉ ｓ ｅ， ｗａ ｓ ｉ ｎ ｖｅ ｓ ｔ ｉ ｇａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｆ ｏ ｕｒ — ｐｏ ｉ ｎｔ ｂｅ ｎｄ ｉ ｎｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ． Ｔｈｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕｅ ｎｃ ｅ ｏｆ ｄ ａ ｍａ ｇｅ ｔ ｙ ｐｅ ，ｄ ａ ｍａ ｇｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ａ ｎｄ ｒ ｅ ｐａ ｉ ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎｔ ｏｎ ｂ ｅ ｎｄ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏｆ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｐａ ｉ ｒ ｅ ｄ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｗａ ｓ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇｔ ｈ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖｅ ｒ ｙ ｏ ｆ ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｐａ ｉ ｒ ｅ ｄ ｐｌ ａ ｔ ｅ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈａ ｎ ９ ０ ．Ｔｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏｆ ａ ｕ ｔ ｏ ｃ ｌ ａ ｖ ｅ ｉ ｓ ａ ｌ ｉ ｔ ｔ ｌ ｅ ｂｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｈｏ ｔ ｈｏ ｎｄ ｅ ｒ ． Ｔｈｅ ｂ ｅ ｎｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ｒ ｅ ｃ ｏｖ ｅ ｒ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ａ ｍａ ｇｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｌ ｍｏ ｓ ｔ ｔ ｈｅ ｓ ａ ｍｅ ｗｉ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｈ ｏ ｔ ｈｅ ｒ ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈｅ ｑ ｕａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｂ ｏｎ ｄｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｇｏ ｏ ｄ． Ｂｕ ｔ ｔ ｈｅ ｌ ａ ｒ ｇｅ ｄ ａ ｍａ ｇｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｂｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｂ ｏｎ ｄ— ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｔｈｅ ｂ ｅ ｎｄ ｉ ｎｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇｔ ｈ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖｅ ｒ ｙ ｏｆ ｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｒ ｅ ｄ ｈｏ ｎｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｓ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ａ ｔ ｗｉ ｓ ｅ ｉ ｓ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｔ ｈａ ｎ ｔ ｈａ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ｏｓ ｅ ｄ ｅ ｄｇ ｅ ｗｉ ｓ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｈ ｏ ｎ ｅ ｙ ｃ ｏ ｍｂ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｃ ｈ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｆ ｌ ｕｓ ｈ ｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｒ ； ｆ ｌ ｅ ｘ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇｔ ｈ； ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ； ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ ｏ ｆ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ
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。
蜂窝夹心结构复合材料常见的拓扑结构
蜂窝夹心结构复合材料常见的拓扑结构蜂窝夹心结构复合材料是一种由两层面板之间填充着蜂窝状结构的复合材料。
这种结构在航空航天、汽车、建筑、电子等领域广泛应用，因其轻量化、高强度、高刚度、优异的冲击吸收性能、隔热性能和低能耗等特点而受到关注。
在设计蜂窝夹心结构时，拓扑结构的选择将直接影响其性能。
常见的蜂窝夹心结构拓扑结构有以下几种：1.蜂窝层间连接结构蜂窝夹心结构的两个面板之间的蜂窝层间连接结构是决定复合材料强度和刚度的关键。
常见的蜂窝层间连接方式包括焊接、粘接和机械连接等。
其中机械连接方式可以采用钉子、螺钉等方式将两个面板连接在一起，从而增加复合材料的强度和刚度。
2.单层蜂窝结构单层蜂窝结构是指只有一层蜂窝的夹心结构。
它由一层蜂窝层和两个面板构成。
这种结构的优点是重量轻、强度高。
常见的单层蜂窝结构有直方蜂窝、正六边形蜂窝等。
3.多层蜂窝结构多层蜂窝结构是指有多层蜂窝的夹心结构。
每一层蜂窝层之间通过面板连接起来。
这种结构可以提高复合材料的强度和刚度。
常见的多层蜂窝结构有嵌套蜂窝、悬挂蜂窝等。
4.蜂窝芯+泡沫结构蜂窝芯+泡沫结构是将泡沫材料填充在蜂窝层之间的一种结构。
泡沫材料可以提供更好的冲击吸收性能和隔热性能。
常见的泡沫材料包括泡沫聚合物、泡沫金属等。
5.蜂窝芯+蜂窝结构蜂窝芯+蜂窝结构是将两种不同尺寸的蜂窝层结合在一起的一种结构。
这种结构可以提供更高的强度和刚度，同时保持较低的重量。
常见的蜂窝芯+蜂窝结构有双蜂窝结构、蜂窝芯+泡沫结构等。
总结起来，蜂窝夹心结构复合材料常见的拓扑结构包括蜂窝层间连接结构、单层蜂窝结构、多层蜂窝结构、蜂窝芯+泡沫结构和蜂窝芯+蜂窝结构。
这些结构的选择将根据具体应用的需求和材料性能进行设计，以提高复合材料的性能。
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作者：范雨娇王维维来源：《新材料产业》2020年第06期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。
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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
粘、 面板 及 芯子损 伤 乃 至 穿 透 损 伤 的 情况 ， 因此， 需 要对 复 合 材 料 蜂 窝 夹 层 结 构 进 行 高 效 、 低 成 本 修
理 。
胶接 修 理是 复合 材料 蜂窝 夹层 结构 常用 修理 方
先 进树 脂基 复 合 材 料 具有 比强 度 及 比刚 度 高 、 耐腐 蚀 和抗 疲劳 性能 好 、 可设 计等 优点 ， 在 飞机结 构
中得到 了大 量 应 用 。其 中 ， 碳 纤 维 增 强 复 合 材
能提供 真空 压力 ， 不 能保证 对修 补层 进行 有效 压实 ，
容 易产 生分 层 、 孑 Ｌ 隙等 缺 陷 ’ 。这 些 限制 均 会影
孙 凯 ， 晏冬秀 ， 孔娇月 ， 魏 冉 ， 刘 卫 平
（ 上 海 飞 机 制 造 有 限公 司 航 空制 造 技 术 研 究所 ， 上海 ２ ０ ０ ４ ３ ６ ） 摘要： 利 用 热 补 仪 进 行 复 合 材 料 蜂 窝夹 层结 构 的 挖 补 修 理 实 验 研 究 。利 用 热 电偶 测 试 热 补 仪 修 补 复 合 材 料 蜂 窝 夹 层 结 构 的 面 内 及 厚 度 方 向的 温 度 分 布 ； 采用光学 显微镜 观察不 同修补 层数下 的 Ｈ Ｔ Ｓ ／ ９ ７ ７ — ２与 Ｈ Ｔ Ｓ ／ Ｍ Ｔ Ｍ４ ４ ・ １两 种 预 浸 料 在 热补 仪 固 化 下 的 内部 质 量 ； 并 测 试 不 同 损 伤 程 度 下 蜂 窝 夹 层 试 验 件 修 补 后 的 侧 压 性 能 及 弯 曲 性 能 。结 果 表明： 使 用 热 补 仪 修 补 蜂 窝 夹 层 结 构 时 在 厚 度 方 向上 温 度 分 布 不 均 匀 ， 因 此 在 面板 及 芯 子 损 伤 、 穿透损 伤情况 下 ， 应 采 用 分 步修 理 ； 热补仪对单 次修补层 数具 有局 限性 ， 修补 材料 特性不 同， 单次修 补 固化层 数上 限不 同， 对 Ｈ Ｔ Ｓ ／ ９ ７ ７ — ２ ， 热 补 仪 最 佳单 次 固 化 层 数 为 ４层 或 ５层 ， 对 Ｈ Ｔ Ｓ ／ ＭＴ Ｍ ４ ４ — １ ， 热补仪 最佳单次 固化层 数为 １ Ｏ层 以上 ； 试验中 不 同损 伤 程 度 的 蜂 窝 夹 层 结 构 试 验 件 进 行 热 补 仪修 补 后 ， 侧压 强度达 到完好状态 的 ７ ９ ． ９ ％ 以上 ， 弯 曲 强 度 达 到 完 好状态 的 ８ ９ ． ４ ％以上 ， 验 证 了热 补 仪 挖 补修 理 复 合 材 料 蜂 窝 夹 层 结 构 的 可 行 性 。 关键 词 ： 蜂窝夹层结构 ； 热补仪修补 ； 温度分布 ； 侧压强度 ； 弯 曲强 度
响蜂 窝夹层 结 构 热补 仪 修 补 后 的力 学性 能 。 目前 ， 针 对 修 理 分 析 及 修 理 后 力 学 性 能 的 研 究 较 多 ’ 加 ， 但 针对 热补 仪修 补 工艺 方 面 的研 究较 少 。 为使热 补仪 修补 复合 材料 蜂窝 夹层结 构 达到 良好 的 修 补效 果 ， 实现其 高 效 率 、 低 成 本 修 理 的功 能 ， 本 工
复合 材料 蜂 窝 夹 层 结 构 的胶 接 修 补 中有 较 大 的 优
１ 实 验
１ ． １ 实 验 原 料 与 设 备
势 。然而 热补 仪使 用 加 热 毯 作 为 热 源 ， 可 能 造 成 修 补 区存在 温度 不均 现 象 ， 温度 分 布 不 均 会 影 响 复 合
材料 修补 层 的 固化 过 程 及 固化 程 度 ； 固化 过 程 中 只
结 果进 行 了蜂窝 夹层 结构不 同程 度损 伤 的热补 仪修 补 实验 ， 并 分析修 补 后 蜂 窝夹 层 件 的压 缩性 能及 弯
曲性能 的恢 复或 热压 罐等 设 备修 补 固化 。 与热 压罐 相 比， 热 补仪 只对 修 补 区进 行 固化 ， 不受 零 件尺 寸 限制 ， 使用 灵 活 ； 设备 尺 寸小 、 质量 轻 ， 携带 方 便； 更适 于外 场 修 理 ； 修 理成 本 低 。 因此 ， 热 补 仪 在