复合材料的维修

《复合材料的维修》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、复合材料的维修凌云集团技术处杨宗邦第一章复合材料修理的预备知识第一节概述复合材料飞机结构在使用中经常出现损伤，损伤的原因很多，而且很难避免，这就要求飞机复合材料结构设计人员在设计中要充分考虑复合材料结构的可修复性，并提供优质、高效、低成本的修理技术。大多数修理都是在飞机定期检查（定检）时进行的，但也有特殊紧急情况。为此，可将修理分为两种类型：临时性修理和永久性修理临时性修理也叫外厂紧急修理，这种情况切实可行的办法是采用金属补片机械连接。永久性修理业叫返厂修理（或内厂修理），一般在飞机定检时进行，当损伤比较严重时，应将可拆卸的部件送到复合材料维

2、修中心进行修理。第二节修理复合材料结构的设计原则所有复合材料结构，特别是易受到损伤的部件，在设计时就应考虑到可修理性、修理技术的可行性、有效性和经济性。同时，应使修理后的结构强度和刚度恢复尽可能的高，重量增加尽可能的小，还应恢复原结构的功能，保持原结构的光滑完整。为此，设计中应考虑下列修理的设计原则：（1）易损部位应留有修理通道，即提供足够的检查空间和使用钻孔、铆接工具的空间。（2）易损部位复合材料结构的连接尽可能采用螺接，以便受损后易于拆卸修理和更换（3）易损部位应考虑修理余量，以保证修理时扩孔、加开连接螺栓孔后仍有足够的强度。（4）复合材

3、料结构上安装金属接头等其他零件时应尽可能采用螺接，而不采用胶接，以利于拆卸，方便维修。（5）组合结构构件的修理一般比整体结构构件要容易得多，因此在满足结构设计原则的前提下，复合材料构件尽可能采用组合结构形式，如图1-1所示。（6）应按各部位刚度和强度的重要性，将部件划分若干个区域。图1-1整体件与组合件第三节复合材料的损伤及分类复合材料在使用过程中始终保持完好无损、性能不变是不可能的，很多人为因素和自然因素都会造成复合材料的各种损伤。常见的损伤形式有：（1）表面损伤：这种损伤主要伤及材料的表面或近表面，如擦伤、划伤、凹陷、气泡和分层等。（2）

4、冲击损伤：大到与跑道上的车辆、设施相撞，小到与跑道上飞起的石子、砂砾，空中飞来的冰雹、小鸟及工作人员失落的工具等相撞所造成的损伤（3）分层：如层压板分层，面板与蜂窝芯分层等。（4）脱胶：如胶接面脱胶，层压板脱胶及面板与蜂窝芯之间脱胶等。（5）慢性长期损伤：如疲劳裂纹等。（6）渗水、吸潮损伤。（7）制造过程产生的损伤，如气孔等。根据损伤的程度和损伤的部位的重要性，可将复合材料飞机结构的损伤分为三大类：许可（允许）的损伤可修理的损伤不可修理的损伤第四节修理区域的划分和修理容限的规定一、修理区域的划分飞机结构各部分对强度和刚度要求的重要程度是不同的

5、，对可修理性及修理方法的要求自然也不相同。设计人员应在设计阶段根据结构的特点、强度和刚度的要求，对结构部件进行分区，各分区应具有不同的可以接受的损伤程度及相应的修理技术。目前国内设计人员还缺乏这方面的知识，可参考国外的经验。现举一例供参考：图1-2是空客公司A310飞机碳纤维复合材料减速板修理区域的划分图。该图将减速板分为6个区域，每个区域采用不同的修理方法。图1-3提供了每个区域可接收的损伤程度和可采用的修理方法，并给出了各种修理方法下的寿命。（本例虽是减速板肋间损伤修理实例，但其原则对其他部件也适用）二、修理容限的规定修理容限是指修与不修

6、、能修与不能修的界限。影响其修理容限的因素很多，如不同的结构形式、不同的材料体系、不同类型的飞机都有不同的规定。首先要根据缺陷和损伤的类型，检测出其大小和范围，根据指定的生产和使用中允许的缺陷和损伤标准，来确定修与不修的界限。这里的关键是缺陷和损伤许用标准的确定。通常，每种结构都有其自身特有的损伤包容能力。如F-18的修理指南规定：压痕深度小于0.4mm分层直径小于13.0mm开胶直径小于19.0mm可不修理，照常使用。经验表明，大多数复合材料结构都能包容损伤当量直径小于20mm的各类损伤。当缺陷和损伤大大超过了一定得量值时，结构修理难于达到

7、标准要求或在经济上已不合算，只好报更换构件。如波音公司规定：缺陷和损伤的范围大于构件面积的15%时报废不再修理。F-18规定蜂窝结构分层直径大于50mm，开胶直径75mm，层压板分层直径大于75mm时，报废不再修理。对于重要的复合材料构件，有专门的技术文件控制损伤的大小，该文件与设计图纸配套使用，以保证产品的质量。但一般还是由《结构修理手册》提供。第五节复合材料修理的分类从不同的角度，复合材料的修理方法不同，主要有如下几种分类方法：1.根据修理区域加不加补片分为两类（1）非补片式修理在修理区域不加任何补片材料，主要用于修理小的损伤和缺陷，修理

8、工艺简单，一般都能在外场条件下短时间内完成修理工作。该修理方法主要有下列几种情况：树脂注射法该方法主要用于修理层压板中小的分层、脱胶及结构连接处的空隙等。将配置好的