《航空復(fù)合材料修理技術(shù)》課件-3-3典型修理方案

航空復(fù)合材料維修技術(shù)目錄開(kāi)場(chǎng)白一快速修理方法二修理方法對(duì)比分析三01開(kāi)場(chǎng)白開(kāi)場(chǎng)白航空復(fù)合材料損傷與修理航空復(fù)合材料損傷與修理技術(shù)是一門(mén)涉及材料科學(xué)、工程力學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域的綜合性技術(shù)。修理方案與快速修理方法上節(jié)課介紹了成熟的修理方案，近年來(lái)科技發(fā)展推動(dòng)了多種適應(yīng)外場(chǎng)的復(fù)合材料快速修理方法的應(yīng)用。微波修復(fù)與電子束固化快速修理方法包括微波修復(fù)、電子束固化修理、光固化修理和激光自動(dòng)化修理等，適用于不同類型損傷修復(fù)。開(kāi)場(chǎng)白01|光固化修理與激光自動(dòng)化快速修理方法在修復(fù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷時(shí)具有固化速度快、操作便、修理效果好等優(yōu)點(diǎn)。02|課堂目標(biāo)與內(nèi)容課堂目標(biāo)為深入探討快速修理方法的原理、適用范圍和操作步驟，培養(yǎng)大家在實(shí)際工作中具備細(xì)心、耐心和創(chuàng)新精神。03|課堂內(nèi)容課堂內(nèi)容為快速修理方法，工程上廣泛采用了多種適應(yīng)于外場(chǎng)的復(fù)合材料快速修理方法，主要有微波修復(fù)方法、電子束固化修理方法、光固化修理方法和激光自動(dòng)修理方法。02快速修理方法快速修理方法（一）微波修復(fù)0102030405微波修復(fù)采用微波對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行修復(fù)能夠迅速恢復(fù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是一種理想的外場(chǎng)修理方法。補(bǔ)片修理補(bǔ)片修理?yè)p傷或缺陷結(jié)構(gòu)時(shí)微波能加速固化過(guò)程起主導(dǎo)作用的是微波的制熱效應(yīng)。樹(shù)脂固化常用樹(shù)脂等高分子材料，包括膠黏劑多為含極性基團(tuán)的聚合物，極性分子在交變電場(chǎng)的作用下隨外施電場(chǎng)的頻率轉(zhuǎn)動(dòng)，從而制熱。微波吸收劑為了使制熱效應(yīng)在復(fù)合材料中產(chǎn)生，在修復(fù)區(qū)注入微波吸收劑，以提高材料的導(dǎo)電磁率或采用能高效吸收微波的高速固化膠黏劑。微波施加器用特殊設(shè)計(jì)的微波施加器對(duì)修復(fù)區(qū)施加微波能使之在數(shù)十秒之內(nèi)形成新的、更強(qiáng)的界面修復(fù)損傷?？焖傩蘩矸椒ǎǘ╇娮邮袒蘩?1電子束固化修理具有固化速度快、溫度低、模具成本低的優(yōu)勢(shì)，先后在法國(guó)、美國(guó)、意大利等國(guó)家開(kāi)始對(duì)這種固化方式在復(fù)合材料修理方面的研究。02電子束固化機(jī)理電子束固化基體樹(shù)脂、結(jié)構(gòu)膠黏劑或預(yù)浸料可在室溫或接近室溫及接觸壓力下固化，電子束可以被限制在修理區(qū)域。03固化應(yīng)力影響適用于修理的電子?xùn)|固化機(jī)理是采用高能量電子束碰撞目標(biāo)分子釋放足夠的能量使其產(chǎn)生一系列活潑的粒子，臨近的分子激發(fā)活潑粒子釋放能量，形成化學(xué)鍵達(dá)到固化修理的目的?？焖傩蘩矸椒ǎㄈ┕夤袒蘩砉夤袒A(yù)浸料膠結(jié)修理利用光敏膠固化速度快的特點(diǎn)，將預(yù)浸料補(bǔ)片貼到損傷部位，利用紫外光照射固化，對(duì)裂紋、孔洞、腐蝕、灼傷等損傷進(jìn)行快速修復(fù)。光固化修理的補(bǔ)片修復(fù)的補(bǔ)片可預(yù)先制備，操作簡(jiǎn)單，從實(shí)施修理到裝備投入使用的時(shí)間短，修理補(bǔ)片在固化前呈柔性粘貼可根據(jù)需要任意改變形狀。光固化修理的適用性適用于各種復(fù)雜形狀的機(jī)件修理，修理居補(bǔ)片與原結(jié)構(gòu)貼合較好，具有恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)形狀和保持氣動(dòng)外形的能力。光固化修理的局限性修理需要操作空間小，適用于空間狹窄的內(nèi)部損傷修理，對(duì)于大型或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的損傷，可能需要采用其他修理方法。快速修理方法（四）激光自動(dòng)化修理激光技術(shù)修復(fù)復(fù)合材料近年來(lái)，國(guó)際上出現(xiàn)了采用激光技術(shù)自動(dòng)修復(fù)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。清除損壞材料使用激光清除損壞的材料，將每層復(fù)合材料的樹(shù)脂融化，剩下松動(dòng)的纖維用刷子刷掉。修復(fù)效果處理下一層，而損傷區(qū)外的纖維和樹(shù)脂完好無(wú)損，對(duì)整體強(qiáng)度或完整性沒(méi)有不利影響。補(bǔ)丁修補(bǔ)損壞區(qū)域很干凈，使用現(xiàn)場(chǎng)就可固化的加熱氈作為替換的補(bǔ)丁來(lái)修補(bǔ)。03修理方法對(duì)比分析各自優(yōu)缺點(diǎn)各種修理方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，以實(shí)現(xiàn)最佳的修理效果。綜合考慮因素在選擇修理方法時(shí)，需要綜合考慮結(jié)構(gòu)承載要求、受載情況、氣動(dòng)外形要求、損傷嚴(yán)重程度和修理技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)性限制等因素。修理方法對(duì)比分析（一）不同修理方法適用范圍不同修理方法對(duì)比分析（二）國(guó)內(nèi)技術(shù)研究起步較晚01探索性研究20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)針對(duì)缺陷影響、無(wú)損探傷的修理方法和修理工藝開(kāi)展探索性研究。02驗(yàn)證工作20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)開(kāi)始跟蹤國(guó)外復(fù)合材料修理方法并針對(duì)具體修理材料進(jìn)行初步評(píng)定。03修理經(jīng)驗(yàn)國(guó)內(nèi)嘗試對(duì)些機(jī)型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修，如服役中殲擊機(jī)的雷達(dá)罩、直升機(jī)涵道垂尾、客機(jī)的升降舵等復(fù)合材料構(gòu)件，積累了一定的修理經(jīng)驗(yàn)。04差距與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)在復(fù)合材料修理技術(shù)方面還有很大差距，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究和發(fā)展。修理方法對(duì)比分析（三）修理容限的范圍界定尚未成熟試驗(yàn)驗(yàn)證修理容限的范圍界定尚未成熟，尤其是處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，在受到損傷后的剩余強(qiáng)度的確定需要試驗(yàn)驗(yàn)證。01修理材料國(guó)內(nèi)缺少修理復(fù)合材料所需的試驗(yàn)儀器和設(shè)備，可供選擇經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證的修理材料種類很少，尚不能生產(chǎn)用于復(fù)合材料修理的原材料（預(yù)浸料）。04修理方法國(guó)內(nèi)對(duì)主承力構(gòu)件基本沒(méi)有進(jìn)行修理適用性研究，積累的復(fù)合材料修理經(jīng)驗(yàn)主要對(duì)象為次承力結(jié)構(gòu)多為外場(chǎng)應(yīng)急修理。02膠結(jié)修理對(duì)于最廣泛采用的膠結(jié)修理方法，仍有很多工作需要開(kāi)展，如對(duì)大曲率層合板結(jié)構(gòu)的修理，膠黏劑受力特性非線性特征對(duì)修理效果的影響等。05理論分析在修理驗(yàn)證方面，經(jīng)修理后結(jié)構(gòu)是否恢復(fù)強(qiáng)度要求并滿足適航條例規(guī)定仍需要理論分析做基礎(chǔ)，并伴隨大量試驗(yàn)支持。03試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究可從試樣級(jí)到元件級(jí)再到部件級(jí)從簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)到復(fù)雜結(jié)構(gòu)逐步進(jìn)行，為復(fù)合材料修理技術(shù)的研究和發(fā)展提供有力支持。06修理方法對(duì)比分析（四）需要進(jìn)一步加強(qiáng)復(fù)合材料修理技術(shù)的研究和發(fā)展積累修理經(jīng)驗(yàn)國(guó)內(nèi)在復(fù)合材料修理方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但與國(guó)外相比還有差距，需加強(qiáng)研究。修理材料限制國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)用于復(fù)合材料修理的原材料，可供選擇經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證的修理材料種類很少。修理方法需改進(jìn)對(duì)于最廣泛采用的膠結(jié)修理方法，仍有很多工作需要開(kāi)展，如對(duì)大曲率層合板結(jié)構(gòu)的修理。固化溫度影響固化溫度對(duì)修理效率的影響，疲勞作用對(duì)修理結(jié)構(gòu)性能的影響都亟需進(jìn)一步研究。試驗(yàn)研究基礎(chǔ)經(jīng)修理后結(jié)構(gòu)是否恢復(fù)強(qiáng)度要求并滿足適航條例規(guī)定仍需要理論分析做基礎(chǔ)，并伴隨大量試驗(yàn)支持。課程總結(jié)快速修理方法課程詳細(xì)介紹了多種復(fù)合材料快速修理方法，包括微波修復(fù)、電子束固化修理、光固化修理和激光自動(dòng)化修理等。修理方法優(yōu)點(diǎn)快速修理方法具有固化速度快、操作簡(jiǎn)便、修理效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于不同類型