飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理技術(shù)

飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理技術(shù)當(dāng)中先進復(fù)合材料技術(shù)運用到諸如大翼面板、地板梁等主要結(jié)構(gòu)上。

顯而易見對基本復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理技術(shù)的理解對航空企業(yè)特殊是航空修理企業(yè)是多么重要。

2復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理技術(shù)飛機復(fù)合材料的修理目的是最大限度的恢復(fù)飛機結(jié)構(gòu)的完整性和平安性,主要修理的效果如何與多種因素有關(guān),如修理后的強度、耐久性、氣動平滑度、重量、工作溫度、環(huán)境因素等,強度主要考慮恢復(fù)結(jié)構(gòu)的剛度、靜強度和疲憊強度,因此,為了避開修理中消失意外的錯誤,必需嚴(yán)格根據(jù)肯定的操作規(guī)程進行,一般的修理程序為:找出損傷區(qū)域→評估損傷的程度→損傷應(yīng)力的評估→修理方案設(shè)計→修理結(jié)構(gòu)的預(yù)備→補丁的制造→補丁的安裝→修理后的無損檢測。

當(dāng)今復(fù)合材料修理的主要工藝有以下幾種:,由于自身的特點,在修理時簡單消失下列問題:復(fù)合材料件裝配前的鉆孔困難,簡單磨損鉆具,鉆孔四周易消失分層現(xiàn)象;復(fù)合材料與金屬件連接時,由于電位差較大,簡單腐蝕金屬件;復(fù)合材料裝配時易造成損傷等,基于這種種緣由,必需對打孔和連接工藝做特別的處理,才能保證復(fù)合材料件的安裝和修理后的使用平安。

,它的優(yōu)點是導(dǎo)致應(yīng)力集中小,增重少。

缺點是對施工環(huán)境要求高,質(zhì)量難以掌握,其應(yīng)用主要在下面3個方面:1裝飾性修理。

對僅影響氣動外觀的小損傷如小凹坑、劃痕、脫漆等進行的修理。

2注膠修理。

小面積脫膠或分層用該種方法修理,方法是鉆一些通往損傷層的小孔作為注膠孔和溢膠孔,將加熱的膠液用注膠槍從注膠孔注入,滲透到損傷層并從溢膠孔流出為止,然后加熱時膠液固化二完成修理。

3補強修理。

對豬承力構(gòu)件的較大損傷,要用補強板修理。

補強板膠接修理有兩種方法:1外補強板修理,主要用于薄的層合板及蜂窩板的修理,用該種方法修理后的結(jié)構(gòu)強度可達原結(jié)構(gòu)材料強度的50%-80%。

2光滑外表面修理,主要用于較厚板或氣動光滑性要求嚴(yán)格部位的修理修理效率高,修理后結(jié)構(gòu)強度可達原結(jié)構(gòu)材料極限強度的60%-100%。

或螺接修理技術(shù)鉚螺接修理技術(shù)適用于較厚的整體壁板,用的補板材料是常鋁合金和鈦合金。

鋁合金和碳纖維復(fù)合材料接觸時簡單發(fā)生電化學(xué)腐蝕,因此,在用鋁合金修補時要在鋁合金板和復(fù)合材料之間進行隔離,制作隔離層。

鈦合金不存在這樣的問題,可以直接用于復(fù)合材料修補。

,在修復(fù)區(qū)注入微波汲取劑,以提高修復(fù)區(qū)材料的導(dǎo)電磁率,同時用特別設(shè)計的微波施加器對修復(fù)區(qū)施加微波能,使之在數(shù)十秒內(nèi)形成新的、更強的界面,見那個損傷或缺陷修復(fù)。

,以光敏膠作基體樹脂,用玻璃纖維作為增加材料,預(yù)先制備成預(yù)浸修理補片,依據(jù)修理對象的需求,選用合適的修理補片,在紫外光的輻照下快速固化,以達到快速修復(fù)飛機蒙皮表面裂紋、孔洞、腐蝕、灼燒等損傷的方法。

3復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理實例復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理的一般要求:,穩(wěn)定性要求,即恢復(fù)結(jié)構(gòu)的承載力量,在壓剪載荷下不失穩(wěn)。

包括撓度變開,氣彈特性和載荷分布及傳遞路線等。

包括疲憊、腐蝕、環(huán)境影響等諸方面。

,操縱面等動部件滿意質(zhì)量平衡要求。

,即保證原結(jié)構(gòu)表面光滑完整。

,以滿意使用需要。

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依據(jù)損傷狀況,以及可能供應(yīng)的修理條件修理閱歷和修理材料、設(shè)備等選擇最佳的修理方法。

以損傷的蜂窩結(jié)構(gòu)為例,來介紹復(fù)合材料的修理技術(shù),下面就根據(jù)上述步來驟一一介紹:1確定損傷區(qū)域,做目視檢查來確定損傷程度;檢測是否有水、油、燃料或者其他有害物質(zhì)進入部件,使用射線檢查方法檢測水是否進入部件;檢查部件損傷四周是否存在分層2清除損傷,在需要更換蜂窩的修理中,可采納各種不同的手持工具來切除損傷。

對于較大的、外形多變的損傷,可以選擇特形銑刀、80號和150號砂輪以及切割機等。

對于外形為圓形的損傷,可以選擇不同外徑的孔鋸。

3切除損傷,應(yīng)盡量使用導(dǎo)向裝置。

切除損傷蒙皮后要修正邊緣,切口外形為帶圓角的矩形、圓形或橢圓形。

要留意切除損傷時不能損傷完好的纖維鋪層、蜂窩和四周材料。

當(dāng)蜂窩也有損傷時,按與蒙皮切口相同外形切除受損蜂窩。

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同時要避開損傷對面完好的蒙皮。

4測量修理區(qū)域切口的深度和直徑,,直徑稍大的尺寸切一個蜂窩芯塞必需與原來的蜂窩或者蒙皮表面齊平,并且要與四周蜂窩親密接觸。

清潔、干燥蜂窩芯塞5在修理蜂窩芯子四周涂上粘稠劑的膠黏劑。

6制作浸有樹脂的玻璃纖維布,尺寸與損傷切口相同7將玻璃纖維布平鋪在安裝好的蜂窩芯塞上8完成蜂窩芯塞安裝之后,對修理進行封裝,為固化芯塞做預(yù)備。

需要依次鋪放熱電偶、一層帶孔的隔離膜、一層透氣氈、電熱毯、熱電偶、透氣布、抽真空罐和真空表的接頭座,鋪好后打包真空袋。

9加溫固化,在完成蜂窩芯子修理之后,需要將熱電偶、電熱毯和抽真空設(shè)備等于熱補儀連接,設(shè)定需要的溫度、溫升率、保溫時間和降溫速率。

10檢查和修整,在修理區(qū)域完成固化并拆除封裝材料后,檢查蜂窩芯塞與原蜂窩的粘結(jié)狀況,打磨端面,使之形成平整、光滑的表面,并清潔表面。

在修理合格的表面上打磨清潔后恢復(fù)原有漆層,到此復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)修理完成。

4結(jié)束語復(fù)合材料在飛機上的應(yīng)用,有了較長的應(yīng)用歷,史其修理技術(shù)也隨之得到了相應(yīng)的進展,但同材料領(lǐng)域的討論與進展相比,復(fù)合材料在飛機上應(yīng)用的種類、數(shù)量卻極其有限,主要還是以碳纖維復(fù)合材料為主,這也就限制了其修理技術(shù)的相對單一,技術(shù)含量有限,在很多方面還無法滿意飛機快速高效、高牢靠性和平安性的需要[8]。

同時,結(jié)構(gòu)修理是目前阻礙復(fù)合材料進一步擴大應(yīng)用的兩個主要問題之一另一個問題是復(fù)合材料成本,如何提高修理水平,降低修理成本是特別重要的問題。

針對不同的損傷需要確定不同的修理方案,在滿意結(jié)構(gòu)修理的要求下如何可以更經(jīng)濟,快捷高質(zhì)量地完成修