一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法技术

本发明专利技术涉及飞机复合材料蜂窝夹层结构损伤修理技术领域，具体为一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法，包括以下步骤：通过查阅飞机结构图纸或数模，确定损伤修补区域的厚度；用记号笔画出蜂窝夹层结构件的损伤范围，挖除损坏的复合材料面板以及蜂窝芯；使用小砂轮片、旋转砂轮或砂纸对蜂窝夹层结构件的切口处蒙皮进行锥面加工，清洁损伤修补区域的打磨表面；根据复合材料面板的厚度以及损伤去除尺寸，选择并制作相同尺寸的金属补片。本发明专利技术通过胶铆连接及蜂窝夹层内部连接方式，对蜂窝夹层结构损伤进行修理，相较于挖补胶接修理方法，可大幅缩短修理工作时间，提高修理效率及外场维修可操作性。及外场维修可操作性。及外场维修可操作性。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法


[0001]本专利技术涉及飞机复合材料蜂窝夹层结构损伤修理
，具体为一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法。

技术介绍

[0002]飞机复合材料蜂窝夹层结构损伤多采用挖补修理方式，如中国专利CN112140596A(公开日为2020年12月29日)公开了一种蜂窝夹层结构穿透型损伤修理方法，该修理方式具有增重小、无需对修理结构开孔、耐疲劳性能好等优点，但挖补修理周期长、效率低，无法满足外场抢修需求。
[0003]机械连接修理多应用于层压板分层等损伤修理，具有稳定可靠、便于维修拆卸、修理手段简单等优点，便于外场快速维修。但机械连接修理需开连接孔，会造成孔边应力集中导致结构强度下降，并且会影响修理区域气动外形。

技术实现思路

[0004]针对目前机械连接破坏飞机气动外形，挖补修理周期较长等问题，本专利技术提出了一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法。
[0005]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006]一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法，包括以下步骤：
[0007](一)通过查阅飞机结构图纸或数模，确定损伤修补区域的厚度；
[0008](二)用记号笔画出蜂窝夹层结构件的损伤范围，挖除损坏的复合材料面板以及蜂窝芯；
[0009](三)使用小砂轮片、旋转砂轮或砂纸对蜂窝夹层结构件的切口处蒙皮进行锥面加工，清洁损伤修补区域的打磨表面；
[0010](四)根据复合材料面板的厚度以及损伤去除尺寸，选择并制作相同尺寸的金属补片；
[0011](五)根据损伤尺寸，将损伤修补区域分为N个区域，然后制作相同大小的金属加强垫片；
[0012](六)使用记号笔在复合材料面板、金属补片和金属加强垫片上划线定位，根据修理用的抽芯铆钉的规格对复合材料面板、金属补片进行制孔；
[0013](七)在金属补片与复合材料面板之间添加一层玻璃纤维织物，采用抽芯铆钉通过胶粘剂进行湿连接；
[0014](八)在复合材料面板、金属补片上的孔内注射常温或低温快速固化树脂，用以填充蜂窝空腔，然后进行铆接处理，填充树脂固化后，对修理区域表面进行必要打磨处理。
[0015]优选的，步骤(二)中蜂窝芯的挖除范围大于复合材料面板的挖除范围。
[0016]优选的，步骤(二)中复合材料面板按圆柱形挖除。
[0017]优选的，步骤(三)中蜂窝夹层结构件的切口处蒙皮进行45
°
倒角处理打磨。
[0018]优选的，步骤(四)中金属补片进行45
°
倒角处理打磨。
[0019]优选的，步骤(五)中金属加强垫片的最大尺寸不大于复合材料面板损伤去除直径尺寸。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术通过胶铆连接及蜂窝夹层内部连接方式，对蜂窝夹层结构损伤进行修理，相较于挖补胶接修理方法，可大幅缩短修理工作时间，提高修理效率及外场维修可操作性。同时本专利技术克服了机械连接修理会影响结构气动外形的缺点，用于蜂窝夹层结构穿透性、半穿透性损伤修理，可用于深度永久性修理。并且降低了开孔应力集中的缺陷，同时修理区外表面不存在较大的阶差，最大程度上保证了修理后的气动外形恢复效果。
附图说明
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：
[0023]图1为本专利技术蜂窝夹层结构损伤修补方法示意图；
[0024]图2为本专利技术半穿透、穿透损伤修补剖面图。
[0025]图中：1、蜂窝夹层结构件；2、损伤修补区域；3、抽芯铆钉；4、金属补片；5、金属加强垫片；6、玻璃纤维织物；7、填充树脂；8、蜂窝芯；9、复合材料面板；10、加强垫片分割线。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本专利技术进一步阐述。
[0027]如图1至图2所示，一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法，包括以下步骤：
[0028](一)通过查阅飞机结构图纸或数模，确定损伤修补区域2的厚度，具体的，在本示例中，损伤修补区域2的厚度为12mm，其中，复合材料面板9的厚度为2mm，蜂窝芯8的厚度为10mm。
[0029](二)用记号笔画出蜂窝夹层结构件1的损伤范围，挖除损坏的复合材料面板9以及蜂窝芯8。蜂窝芯8的挖除范围大于复合材料面板9的挖除范围，一般需超出面板去除范围10mm，方便后续铆接，面板损伤按圆柱形挖除，根据连接厚度选取合适尺寸的抽芯铆钉3，蜂窝去除范围应保证铆接后铆钉在复合材料面板及金属加强垫片上的钉边距，一般边距需大于1.6倍所选抽芯铆钉3的直径尺寸。
[0030](三)使用小砂轮片、旋转砂轮或砂纸对蜂窝夹层结构件1的切口处蒙皮进行锥面加工，清洁损伤修补区域2的打磨表面。蜂窝夹层结构件1的切口处蒙皮进行45
°
倒角处理打磨。
[0031](四)根据复合材料面板9的厚度以及损伤去除尺寸，选择并制作相同尺寸的金属补片4。金属补片4进行45
°
倒角处理打磨。
[0032](五)根据损伤尺寸，将损伤修补区域2分为N个区域，然后制作相同大小的金属加强垫片5。具体的，损伤修补区域2分为至少六个区域，根据分区设计加强垫片尺寸，金属加强垫片5的最大尺寸不大于复合材料面板9损伤去除直径尺寸。
[0033](六)使用记号笔在复合材料面板9、金属补片4和金属加强垫片5上划线定位，根据
修理用的抽芯铆钉3的规格对复合材料面板9、金属补片4进行制孔。
[0034](七)如图2所示，在金属补片4与复合材料面板9之间添加一层玻璃纤维织物6，起到隔离作用，采用抽芯铆钉3通过胶粘剂进行湿连接。
[0035](八)在复合材料面板9、金属补片4上的孔内注射常温或低温快速固化树脂，用以填充蜂窝空腔，然后进行铆接处理，填充树脂7固化后，对修理区域表面进行必要打磨处理。具体的，采用流动性好且常温或低温快速固化树脂注射，确保蜂窝去除区域都被注满，通过铆接孔注射方便注射，且注射完可直接进行铆接处理。
[0036]本专利技术通过便捷可靠的机械连接修理方式对蜂窝夹层结构损伤进行修理，相较于挖补胶接修理方法，可大幅缩短修理工作时间，提高修理效率及外场维修可操作性。同时本专利技术克服了机械连接修理会影响结构气动外形的缺点，用于蜂窝夹层结构穿透性、半穿透性损伤修理，可用于深度永久性修理。
[0037]以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料蜂窝夹层结构损伤机械连接修理方法，其特征在于：包括以下步骤：(一)通过查阅飞机结构图纸或数模，确定损伤修补区域(2)的厚度；(二)用记号笔画出蜂窝夹层结构件(1)的损伤范围，挖除损坏的复合材料面板(9)以及蜂窝芯(8)；(三)使用小砂轮片、旋转砂轮或砂纸对蜂窝夹层结构件(1)的切口处蒙皮进行锥面加工，清洁损伤修补区域(2)的打磨表面；(四)根据复合材料面板(9)的厚度以及损伤去除尺寸，选择并制作相同尺寸的金属补片(4)；(五)根据损伤尺寸，将损伤修补区域(2)分为N个区域，然后制作相同大小的金属加强垫片(5)；(六)使用记号笔在复合材料面板(9)、金属补片(4)和金属加强垫片(5)上划线定位，根据修理用的抽芯铆钉(3)的规格对复合材料面板(9)、金属补片(4)进行制孔；(七)在金属补片(4)与复合材料面板(9)之间添加一层玻璃纤维织物(6)，采用抽芯铆钉(3)通过胶粘剂进行湿连接；(八)在复合材料面板(9)、金属补片(4)上的孔内注射常温或低温快速固化树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文浩，胡晨，刘鹏，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：