【】本發(fā)明涉及復(fù)合材料修理技術(shù)，尤其涉及一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、由于復(fù)合材料重量輕、強(qiáng)度剛度高的優(yōu)點(diǎn)，飛機(jī)上大面積應(yīng)用了復(fù)合材料，復(fù)合材料的舵面已經(jīng)成為飛機(jī)舵面的主流趨勢。復(fù)合材料的舵面多為半封閉腔體結(jié)構(gòu)，一體成型，蒙皮不可拆卸，這就導(dǎo)致當(dāng)復(fù)合材料的舵面蒙皮受到穿透損傷時(shí)只有氣動(dòng)面一側(cè)具備修理空間。

2、目前，對于舵面蒙皮只有一側(cè)有修理空間的情況，采用夾芯結(jié)構(gòu)蒙皮穿透損傷的修理方法較多，采用層壓結(jié)構(gòu)蒙皮穿透損傷的修理方法較少。層壓半封閉腔體結(jié)構(gòu)蒙皮穿透損傷修理的難點(diǎn)在于腔體內(nèi)側(cè)修理空間不足，不便于設(shè)置背板，在對腔體外側(cè)鋪貼的修補(bǔ)層進(jìn)行真空固化時(shí)，修補(bǔ)層會(huì)因?yàn)榍惑w內(nèi)外壓差發(fā)生變形而無法固化，因此對于層壓半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷的修理，背板至關(guān)重要。

3、針對上述損傷，現(xiàn)有的修理方法是一般采用細(xì)繩牽引復(fù)合材料補(bǔ)片穿過腔體上的穿透損傷孔，用膠粘劑先將復(fù)材補(bǔ)片膠接在腔體內(nèi)表面作為背板，或采用緊固件將復(fù)材補(bǔ)片固定在腔體內(nèi)表面，再進(jìn)行后續(xù)修補(bǔ)。無論是膠接復(fù)材補(bǔ)片，還是采用緊固件固定復(fù)材補(bǔ)片，都需要增加額外的修補(bǔ)工序，且復(fù)材補(bǔ)片制成的背板無法重復(fù)使用，使得修理成本高，修補(bǔ)效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明提供一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，針對層壓半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷單側(cè)修補(bǔ)的修理成本高、修補(bǔ)效率低的問題，提供的損傷修理方法，修復(fù)過程便捷、高效，具有操作簡單、修補(bǔ)工序少，修理時(shí)間短、修補(bǔ)效率高，對復(fù)材結(jié)構(gòu)損傷小，且金屬背板可重復(fù)使用，易于在各飛機(jī)生產(chǎn)廠商中推廣普及應(yīng)用。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，包括以下步驟：

4、步驟一、對層壓復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)上的穿透損傷部位進(jìn)行打磨處理，打磨后的穿透損傷孔的最大尺寸不超過半封閉腔體結(jié)構(gòu)原有可通過孔的最大尺寸；

5、步驟二、預(yù)制一塊的狹長鐵片，鐵片的外型尺寸根據(jù)打磨后的穿透損傷孔的尺寸確定，鐵片長邊的最大尺寸要求超過修補(bǔ)區(qū)域的最大尺寸；

6、步驟三、將一塊用細(xì)繩牽引的小磁鐵磁性吸附在狹長鐵片的中央，將狹長鐵片穿過穿透損傷孔、并伸入腔體內(nèi)部，通過細(xì)繩調(diào)整腔體內(nèi)部鐵片的位置，鐵片位置確定后拉緊細(xì)繩，使鐵片緊貼腔體內(nèi)表面并完全覆蓋穿透損傷孔；

7、步驟四、在腔體外表面通過兩塊磁鐵透過復(fù)材層壓板磁性吸住狹長鐵片的兩端，確定鐵片被吸住、且不會(huì)移動(dòng)后拉動(dòng)細(xì)繩，將由細(xì)繩牽引的小磁鐵從鐵片上拉脫，完成修補(bǔ)的背板準(zhǔn)備工作；

8、步驟五、然后，鋪貼修補(bǔ)層和對損傷處進(jìn)行修補(bǔ)、固化；

9、步驟六、當(dāng)修補(bǔ)固化完成后，移除腔體外表面的兩塊磁鐵，恢復(fù)腔體外表面的防護(hù)，此時(shí)腔體內(nèi)部的鐵片由于無磁力吸引而脫落，然后，通過半封閉腔體原有通孔將鐵片倒出或拿磁體吸出，修補(bǔ)完成。

10、進(jìn)一步地，所述步驟二中的所述鐵片為狹長的長條形鐵片，所述鐵片能被磁鐵吸住吊起，且所述鐵片的外型尺寸要求能通過半封閉腔體結(jié)構(gòu)上原有的可通過孔；所述鐵片長邊的最大尺寸超過修補(bǔ)區(qū)域的最大尺寸，且當(dāng)兩塊磁鐵透過復(fù)材層壓板吸住鐵片長邊的兩端時(shí)，兩塊磁鐵的位置不能與修補(bǔ)區(qū)域發(fā)生干涉；所述鐵片短邊的最大尺寸要求不超過打磨后的穿透損傷孔的最小可通過尺寸，確保鐵片能穿過打磨后的穿透損傷孔進(jìn)入腔體內(nèi)部。

11、進(jìn)一步地，所述步驟四中所述腔體外表面的兩塊磁鐵的磁力足夠大，能夠隔著復(fù)材層壓板吸住腔體內(nèi)表面的鐵片，兩塊磁鐵對鐵片的吸力之和遠(yuǎn)大于鐵片上的小磁鐵對鐵片的吸力，使小磁鐵在細(xì)繩拉力作用下能順利從鐵片上脫離。

12、進(jìn)一步地，所述穿透損傷部位打磨后形成的穿透損傷孔為圓形通孔或方形通孔。

13、進(jìn)一步地，所述步驟五中鋪貼修補(bǔ)層和損傷處修補(bǔ)及固化的具體步驟包括：

14、1)、修理區(qū)域準(zhǔn)備：將穿透損傷孔周邊做斜切，保持切割面的光滑和圓角過渡；

15、切割后，使用砂紙打磨鋪貼區(qū)域；

16、然后，清洗打磨區(qū)域，清洗范圍至少超出打磨區(qū)域的邊緣外1?3mm；

17、接著，干燥待膠接表面；

18、2)準(zhǔn)備預(yù)浸料和膠膜：碳纖維預(yù)浸料鋪層方向與原結(jié)構(gòu)一致，采用單向帶預(yù)浸料修補(bǔ)的結(jié)構(gòu)在原鋪層的基礎(chǔ)上，在最外層增加兩層[-45/45]鋪層，采用織物預(yù)浸料修補(bǔ)的結(jié)構(gòu)在原鋪層的基礎(chǔ)上，在最外層增加一層[45]鋪層；

19、按照鋪層順序?qū)蜗驇Щ蚩椢镱A(yù)浸料裁剪至需要的形狀和尺寸，搭接區(qū)的第一層邊界需超出損傷區(qū)域邊界至少1?3mm，并且后續(xù)鋪層每一層的邊界都需超出前一層邊界至少13mm；

20、3)鋪貼：在有修理空間一側(cè)進(jìn)行鋪貼，先在鋪層區(qū)域鋪放一層膠膜，膠膜比預(yù)浸料鋪貼區(qū)域大6mm，再往上逐層鋪貼預(yù)浸料；

21、若原結(jié)構(gòu)表面有銅網(wǎng)，在最外層鋪貼一層中溫銅網(wǎng)膠膜；

22、4)固化：安裝真空袋和加熱設(shè)備，在真空壓力和所需溫度下進(jìn)行固化；

23、在所述步驟五的基礎(chǔ)上，對應(yīng)的步驟六中，當(dāng)修補(bǔ)固化完成后，取下真空袋和加熱設(shè)備，用砂紙打磨修理區(qū)域，直至恢復(fù)原來的表面輪廓，移除腔體外表面的兩塊磁鐵，恢復(fù)腔體外表面的防護(hù)。

24、本發(fā)明的有益效果是：

25、本發(fā)明針對層壓半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷單側(cè)修補(bǔ)的修理成本高、修補(bǔ)效率低的問題，通過對穿透損傷部位進(jìn)行打磨處理，并在打磨后的穿透損傷孔處設(shè)置緊貼腔體內(nèi)壁的可拆卸的用作修補(bǔ)支撐背板的鐵片，便于修補(bǔ)層的鋪貼和固化；修復(fù)過程便捷、高效，操作簡單、修補(bǔ)工序少，修理時(shí)間短、修補(bǔ)效率高，對復(fù)材結(jié)構(gòu)損傷小，且金屬背板可重復(fù)使用，具有通用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單、巧妙，制作成本低，易于在各飛機(jī)生產(chǎn)廠商中推廣普及應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，其特征在于：所述步驟二中的所述鐵片為狹長的長條形鐵片，所述鐵片能被磁鐵吸住吊起，且所述鐵片的外型尺寸要求能通過半封閉腔體結(jié)構(gòu)上原有的可通過孔；所述鐵片長邊的最大尺寸超過修補(bǔ)區(qū)域的最大尺寸，且當(dāng)兩塊磁鐵透過復(fù)材層壓板吸住鐵片長邊的兩端時(shí)，兩塊磁鐵的位置不能與修補(bǔ)區(qū)域發(fā)生干涉；所述鐵片短邊的最大尺寸要求不超過打磨后的穿透損傷孔的最小可通過尺寸，確保鐵片能穿過打磨后的穿透損傷孔進(jìn)入腔體內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，其特征在于：所述步驟四中所述腔體外表面的兩塊磁鐵的磁力足夠大，能夠隔著復(fù)材層壓板吸住腔體內(nèi)表面的鐵片，兩塊磁鐵對鐵片的吸力之和遠(yuǎn)大于鐵片上的小磁鐵對鐵片的吸力，使小磁鐵在細(xì)繩拉力作用下能順利從鐵片上脫離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，其特征在于：所述穿透損傷部位打磨后形成的穿透損傷孔為圓形通孔或方形通孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，其特征在于：所述步驟五中鋪貼修補(bǔ)層和損傷處修補(bǔ)及固化的具體步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開的一種復(fù)合材料半封閉腔體結(jié)構(gòu)穿透損傷修理方法，包括以下步驟：步驟一、對穿透損傷部位進(jìn)行打磨處理；步驟二、預(yù)制一塊的狹長鐵片；步驟三、將一塊用細(xì)繩牽引的小磁鐵磁性吸附在狹長鐵片的中央，將狹長鐵片穿過穿透損傷孔、并伸入腔體內(nèi)部；步驟四、在腔體外表面通過兩塊磁鐵透過復(fù)材層壓板磁性吸住狹長鐵片的兩端，確定鐵片被吸住、且不會(huì)移動(dòng)后拉動(dòng)細(xì)繩，將小磁鐵從鐵片上拉脫；步驟五、然后，按常規(guī)操作鋪貼修補(bǔ)層和對損傷處進(jìn)行修補(bǔ)、固化；步驟六、移除腔體外表面的兩塊磁鐵，恢復(fù)腔體外表面的防護(hù)，然后，通過半封閉腔體原有通孔將鐵片倒出或拿磁體吸出，修補(bǔ)完成；修復(fù)過程便捷、高效，且對復(fù)材結(jié)構(gòu)損傷小。

技術(shù)研發(fā)人員：劉璐,曾小苗,梁逸君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10