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用复合材料技术修理金属飞机结构个典型的修理实例1．在B747上的修理验证该项工作由澳大利亚航空研究所与波音飞机公司和澳大利亚快达航空公司合作进行，目的在于验证该项技术的置信度和可靠性。
1990年l0月在B747上选用了几个有代表性的部位用硼／环氧复合材料进行了修理，修理在外场进行，在真实飞行条件下考核并定期检查。
胶粘剂选了两种；高温固化胶和环氧一腈结构胶膜。
120℃固化1小时或80℃固化2小时；低温固化采用双组分丙烯酸类结构胶，室温固化2小时可达极限强度的9o 。
复合材料补片有已固化的和半固化的(B阶段)．还有于现场设计制造，在真空袋中预固化的。
现场用加热毯加热，用真空袋加压进行胶接。
到1992年8月共飞行了6843小时，无损检测未见任何损伤以及分层脱粘等缺陷．效果十分良好。
2．B-1轰炸机群的修理1991年1月，美国发现其B-1轰炸机群中有37架飞机的前机身大粱区域有裂纹，曾用螺接铝板、裂纹端钻止裂孔的办法进行修理，但钻孔和螺接恶化了该区域的受力情况，7月即发现有17架飞机裂纹继续扩展，效果不佳。
以后采用复合材料补片进行胶接修理，补片在83-96kPa、12O℃下固化了9O分钟，修理效果良好，应力集中降低了15～20%，提高了疲劳寿命。
机群的其他破坏和损伤等均将采用此法进行修理。
3．B767机身龙骨大梁的腐蚀修理B767机身龙骨粱使用4年后发生严重腐蚀，在长达近1米的距离上，钉孔周围严重腐蚀，7075一T6材料腐蚀掉1／3，使连接钉易脱落，已超过了渡音的修理规范。
采用常规修理要换龙骨粱，耗时费力。
用本方法修理仅需两人花8小时即可完成，用复合材料代替了原破坏片的金属承载，恢复了原设计，修复后经两年多的飞行．检查完好无损。
修理方法的技术要点“贴补”修理方法的技术要点和技术关键大致有如下几点：1．修理选材修理时材料体系的选用是首当其冲的问题，其中主要的是纤维体系、树脂体系和胶粘剂的选择。
迄今为止国外多采用硼纤维环氧体系复合材料，其优点是强度高、刚性好；热膨胀系数相对高，与金属部件的热匹配性能好，可以降低固化后的残余热应力；导电性低．便于使常规的涡流无检测技术与金属接触电化学腐蚀性能较碳纤维复合材料为好。
飞机复合材料损伤及修理技术浅析策略摘要：飞机所用复合材料直接影响飞机自身实际飞行性能，其自身设计性能优良、化学性质稳定、耐腐蚀等优势，普遍用于航空航天领域中。
但复合材料受外界多个因素影响，促使其材料受损，一定程度干扰飞机正常运行，需充分结合复合材料结构自身损伤特征及其裂纹特性，遵循相应的维修基本原则，以此保证飞行安全运行。
本文就飞机复合材料损伤及修理技术展开分析。
关键词：飞机；复合材料；损伤；修理技术复合材料凭借自身多个优势，普遍用于航空航天领域中，成为飞机结构核心材料之一，复合材料损伤破坏机理与金属存在较大的差异性，飞机上应用大量复合材料之后，其自身维护成为现下关注的焦点之一。
复合材料出现脱胶、分层、表面氧化等质量缺陷，对飞机实际飞行产生严重的影响，需定期对复合材料进行综合性检查，严格依照相关规程做好维护，为后续飞机安全飞行提供强有力的保障。
一、复合材料结构损伤特征及其裂纹特性基体作为复合材料核心构成之一，其主要作用在于始终保持纤维处于初期设定部位，并持续性提高外部载荷入驻纤维路径。
基体自身材料自身强度多强于纤维，复合材料结构自身内部纤维定向需充分促使纤维承受较大的载荷，基体材料自身性能对复合材料自身功能存在一定干扰，尤其针对面内压缩、剪切等更为凸显。
金属材料受外部载荷作用下，更为是以塑性形变从而吸收相应的冲击，脆性作为复合材料自身典型特征之一，一般呈现为以下损伤：①表面损伤、裂口，此种类型损伤对结构实际承载力干扰较小，一般可忽略不计，不进行综合性分析。
②因基体出现裂纹和纤维失效出现分层，此类损伤多见于材料内部，处于复合材料面板自身外表面为锯齿状损伤，其又可划分为多种损伤类型。
③贯穿损伤。
针对此种状况损伤区贯穿整个复合材料自身厚度，贯穿损伤一般带有穿孔、损坏等材料，穿孔实际边缘多产生分层、裂纹等[1]。
复合材料结构裂纹增长包含三种类型，即不增长、止裂增长、缓慢增长，不同增长其自身特征及发生基本原理不尽相同，不增长、止裂增长多与止裂损伤尺寸检查间隔密切相关；缓慢增长其一般与金属实际断裂力学具有一定的相似性。
飞机复合材料结构修理总结飞机复合材料结构修理是航空维修中的重要工作之一，以下是对飞机复合材料结构修理的总结：1. 仔细评估损伤：在进行复合材料结构修理之前，必须仔细评估损伤的类型、范围和严重程度。
这包括使用适当的检测工具和技术，如超声波探伤或热红外成像，来确定损伤的位置和扩展情况。
2. 选择修复方法：根据损伤的性质和位置，选择适当的修复方法。
修复方法可以包括表面修补、填充修复、层压修复或补强修复等。
选择修复方法时要考虑到结构的强度和刚度要求，以及修理后的重量和性能影响。
3. 准备工作：在进行修理之前，必须对修复区域进行适当的准备工作。
这包括清除损伤区域周围的污垢和残留物，清理表面以确保良好的粘接或结合。
4. 材料选择和制备：选择适当的修复材料，如复合材料补片、粘接剂或填充剂。
材料的选择应考虑到与原材料的兼容性和结构要求的匹配性。
在使用之前，要确保修复材料经过适当的制备，如切割、打磨和涂覆。
5. 修复操作：按照修复方案和操作规程进行修复操作。
这可能涉及到粘接、固化、热处理或压制等步骤。
在操作过程中，要严格控制时间、温度和压力等参数，以确保修复的质量和一致性。
6. 检验和测试：完成修复后，必须进行检验和测试以验证修复的有效性和质量。
这包括使用非破坏性测试方法，如超声波检测或光学显微镜观察，来检查修复区域的完整性和质量。
7. 记录和报告：对修复过程和结果进行记录和报告。
记录包括修复方案、使用的材料和工艺参数，以及检验和测试结果。
这些记录对于后续的维护和审计是必要的。
总而言之，飞机复合材料结构修理需要严格的操作和控制，以确保修复的质量和可靠性。
只有经过合适的评估、选择合适的修复方法、正确准备和操作、进行检验和测试，并记录和报告修复过程，才能有效地修复飞机复合材料结构，并确保飞机的安全和性能。
飞机复合材料修理技术研究复合材料在飞机领域的应用范围越来越广泛，在制造和使用过程中出现了各种结构缺陷和损伤，因此对复合材料的修理和维护成为重要的研究领域。
对飞机复合材料的合理维修可以有效降低成本，提高飞机的安全系数。
主要对复合材料在飞机领域的应用进行了介绍，总结了常见的复合材料维修方法。
标签：复合材料;维修;应用一、复合材料的结构构成该机型所使用的复合材料是由玻璃纤维或由环氧树脂基体（树脂）制成的碳布组成的。
环氧树脂基体可以保护纤维，并转移分布在纤维上的载荷。
环氧树脂是一种热固性材料，一旦其形状成型，将不再改变。
纤维具有抗拉强度高的特点，但其抗压和弯曲强度较低;环氧树脂基体具有较高的抗压强度和剪切强度。
其中，固体压板（层压板）结构是由一个或多个纤维布和环氧树脂基体铺层组成的;二级胶接是用胶粘剂将预固化的复合材料零件固定的结构连接;夹层结构是由两个包围着闭孔泡沫芯的层压板组成的。
二、飞机复合材料的维修技术2.1飞机复合材料的维修准则在飞机复合材料的维修中，需要满足以下几点要求：1）满足飞机的载荷和强度要求;2）满足结构的刚性要求;3）满足耐久性要求;4）满足气动光滑性要求;5）修理后增重效应小;6）修理的时间短、成本低。
2.2飞机复合材料修理方法在飞机复合材料的修理方法中，主要包括了贴补法、挖补法、注胶法、机械连接法等方法。
按照连接形式划分，可以分为机械连接修理和胶接修理两种。
（一）胶接修理胶接修理是飞机复合材料最为常见的修理方法，在飞机复合材料中主要采用的结构形式是层合板和复合材料蜂窝夹芯结构。
在复合材料蜂窝夹芯结构的修理中主要是层合板和芯材的修理两个方面。
在复合材料修理的分类中，可以根据补片与原结构的位置分为贴补修理和挖补修理。
（1）贴补修理在贴补修理中主要是在损伤结构的外表面胶黏固定补片的修理方式，通过贴补修理可以恢复损伤构件的结构强度和刚度。
首先将损伤区域的结构清除，打磨成圆孔，也可以根据实际需求打磨成任意形状。
飞机复合材料结构修理技术1 复合材料在飞机上的应用复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。
一般由基体材料和增强材料所组成。
复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。
随着玻璃纤维、凯夫拉、碳纤维等复合材料的发展，并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。
在飞机上翼尖小翼、雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标志着飞机设计上复合材料的重新应用。
从那时起复合材料在这些部件上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。
波音747使用了超过10000平方英尺表面的复合材料结构。
在过去几年当中先进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上[2]。
显而易见对基本复合材料结构和复合材料结构修理技术的理解对航空企业特别是航空维修企业是多么重要。
2 复合材料结构修理技术飞机复合材料的修理目的是最大限度的恢复飞机结构的完整性和安全性，主要修理的效果如何与多种因素有关，如修理后的强度、耐久性、气动平滑度、重量、工作温度、环境因素等[3]，强度主要考虑恢复结构的刚度、静强度和疲劳强度，因此，为了避免修理中出现意外的错误，必须严格按照一定的操作规程进行，一般的修理程序为：找出损伤区域→评估损伤的程度→损伤应力的评估→修理方案设计→修理结构的准备→补丁的制造→补丁的安装→修理后的无损检测。
当今复合材料修理的主要工艺有以下几种：2.1 复合材料的连接和打孔飞机复合材料不同于其他金属或合金材料，由于自身的特点，在修理时容易出现下列问题[4]：复合材料件装配前的钻孔困难，容易磨损钻具，钻孔附近易出现分层现象；复合材料与金属件连接时，由于电位差较大，容易腐蚀金属件；复合材料装配时易造成损伤等，基于这种种原因，必须对打孔和连接工艺做特殊的处理，才能保证复合材料件的安装和修理后的使用安全。
航空复合材料结构修补技术与应用摘要：航空领域复合材料用量不断增加，复合材料结构维修研究相对滞后.本文概述并分析了航空复合材料结构维修技术的现状，并重点介绍了现阶段使用的航空复合材料结构修补技术；目视检查及无损检测定位损伤.综合考虑，确定维修区域和维修方法；维修后检测.关键词：航空；复合材料；修补技术一、航空复合材料结构的修补原则1.1基本的修补原则航空复合材料的基本修补原则主要包括了便捷性、时效性、经济效益以及使用性能的恢复等诸多方面。
具体来看，第一，需要修补之后的强度和硬度满足使用要求，同时还需要保障材料在结构性上的完整，无论是承载状况还是使用性能都能恢复到标准水平。
第二，需要在修补的过程中要尽可能少影响机械整体结构、重量以及其他性能，控制在可接受的标准范围内。
第三，还需要材料表明的平整性、光洁度以及完备性，这主要是为了保障航空设备的外形不发生变化，减少对设备的启动影响。
第四，由于修补具有较强的操作性，同时不需要太多的器材和设备。
第五，修补具有在经济效益是符合标准的，需要保障成本是处于可接受的范围内。
1.2结构性修补的原则对于从事修补的技术人员来说，除开对于基本修补原则的注重之外，还需要对结构性修补原则引起重视。
首先，需要保障修补通道的预设置，方便今后检修工作和强化工作的进行。
其次，要对频繁损坏的位置进行设计方案上的优化。
最后，还需要强化对组合构件的设计和应用，降低单一项目修补所带来的难度，及其对整体结构的影响。
除此之外，还需要尽量减少对整体构建的置换和装卸，进一步避免安装所带来的时间成本。
二、航空复合材料结构的修补技术分类2.1机械连接类这类修补技术主要是通过连接或者铆接以达到相应的目的。
一般来说，即是在修补位置外表采用螺栓或铆钉进行固定补片修补，即可保证损坏位置的载荷传递路线又能够恢复其功能，而其优点也显而易见，即不存在复杂操作，避免修补过程的冷藏加热，所以设备功能要求较低，最后修补连接件位置处理不需要太多需求，同时施工更加快捷，修补性能十分可靠。
飞机复合材料结构修理技术
1 复合材料在飞机上的应用
复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。
一般由基体材料和增强材料所组成。
复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。
随着玻璃纤维、凯夫拉、碳纤维等复合材料的发展，并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。
在飞机上翼尖小翼、雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标志着飞机设计上复合材料的重新应用。
从那时起复合材料在这些部件上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。
波音747使用了超过10000平方英尺表面的复合材料结构。
在过去几年当中先进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上[2]。
显而易见对基本复合材料结构和复合材料结构修理技术的理解对航空企业特别是航空维修企业是多么重要。
2 复合材料结构修理技术
飞机复合材料的修理目的是最大限度的恢复飞机结构的完整性和安全性，主要修理的效果如何与多种因素有关，如修理后的强度、耐久性、气动平滑度、重量、工作温度、环境因素等[3]，强度主要考虑恢复结构的刚度、静强度和疲劳强度，因此，为了避免修理中出现意外的错误，必须严格按照一定的操作规程进行，一般的修理程序为：
找出损伤区域→评估损伤的程度→损伤应力的评估→修理方案设计→修理结构的准备→补丁的制造→补丁的安装→修理后的无损检测。
当今复合材料修理的主要工艺有以下几种：
2.1 复合材料的连接和打孔
飞机复合材料不同于其他金属或合金材料，由于自身的特点，在修理时容易出现下列问题[4]：复合材料件装配前的钻孔困难，容易磨损钻具，钻孔附近易出现分层现象；复合材料与金属件连接时，由于电位差较大，容易腐蚀金属件；复合材料装配时易造成损伤等，基于这种种原因，必须对打孔和连接工艺做特殊的处理，才能保证复合材料件的安装和修理后的使用安全。
2.2 胶结修理技术[5]
胶结修理的应用非常广泛，它的优点是导致应力集中小，增重少。
缺点是对施工环境要求高，质量难以控制，其应用主要在下面3个方面：
1）装饰性修理。
对仅影响气动外观的小损伤如小凹坑、划痕、脱漆等进行的修理。
2）注胶修理。
小面积脱胶或分层用该种方法修理，方法是钻一些通往损伤层的小孔作为注胶孔和溢胶孔，将加热的胶液用注胶枪从注胶孔注入，渗透到损伤层并从溢胶孔流出为止，然后加热时胶液固化二完成修理。
3）补强修理。
对猪承力构件的较大损伤，要用补强板修理。
补强板胶接修理有两种方法：（1）外补强板修理，主要用于薄的层合板及蜂窝板的修理，用该种方法修理后的结构强度可达原结构材料强度的50%-80%。
（2）光滑外表面修理，主要用于较厚板或气动光滑性要求严格部位的修理修理效率高，修理后结构强度可达原结构材料极限强度的60%-100%。
2.3 铆接（或螺接）修理技术
铆（螺）接修理技术适用于较厚的整体壁板，常用的补板材料是铝合金和钛合金[6]。
铝合金和碳纤维复合材料接触时容易发生电化学腐蚀，因此，在用铝合金修补时要在铝合金板和复合材料之间进行隔离，制作隔离层。
钛合金不存在这样的问题，可以直接用于复合材料修补。
2.4 微波快速修复
复合材料微波修复技术是指将微波引入复合材料修补领域，在修复区注入微波吸收剂，以提高修复区材料的导电磁率，同时用特殊设计的微波施加器对修复区施加微波能，使之在数十秒内形成新的、更强的界面，见那个损伤或缺陷修复[7]。
2.5 光固化预浸修理技术
光固化预浸胶接修理技术是利用光敏胶固化速度快的特点和适宜的力学性能，以光敏胶作基体树脂，用玻璃纤维作为增强材料，预先制备成预浸修理补片，根据修理对象的需求，选用合适的修理补片，在紫外光的辐照下迅速固化，以达到快速修复飞机蒙皮表面裂纹、孔洞、腐蚀、灼烧等损伤的方法。
3 复合材料结构修理实例
复合材料结构修理的一般要求：
a.满足结构强度，稳定性要求，即恢复结构的承载能力，在压剪载荷下不失稳。
b.满足结构刚度要求（包括挠度变开，气弹特性和载荷分布及传递路线等）。
c.满足耐久性要求（包括疲劳、腐蚀、环境影响等诸方面）。
d.修理增重小，操纵面等动部件满足质量平衡要求。
e.气动外形变化要小，即保证原结构表面光滑完整。
f.修理所用时间要短，以满足使用需要。
g.修理费用成本要低。
根据损伤情况，以及可能提供的修理条件（修理经验和修理材料、设备等）选择最佳的修理方法。
以损伤的蜂窝结构为例，来介绍复合材料的修理技术，下面就按照上述步骤来一一介绍：
1）确定损伤区域，做目视检查来确定损伤程度；检测是否有水、油、燃料或者其他有害物质进入部件，使用X射线检查方法检测水是否进入部件；检查部件损伤附近是否存在分层
2）清除损伤，在需要更换蜂窝的修理中，可采用各种不同的手持工具来切除损伤。
对于较大的、形状多变的损伤，可以选择特形铣刀、80号和150号砂轮以及切割机等。
对于形状为圆形的损伤，可以选择不同外径的孔锯。
3）切除损伤，应尽量使用导向装置。
切除损伤蒙皮后要修正边缘，切口形状为带圆角的矩形、圆形或椭圆形。
要注意切除损伤时不能损伤完好的纤维铺层、蜂窝和周围材料。
当蜂窝也有损伤时，按与蒙皮切口相同形状切除受损蜂窝。
切除蜂窝必须超过目视损伤范围至少0.5in。
同时要避免损伤对面完好的蒙皮。
4）测量修理区域切口的深度和直径，按照测量的深度大0.04in，直径稍大的尺寸切一个蜂窝芯塞必须与原来的蜂窝或者蒙皮表面齐平，并且要与周围蜂窝密切接触。
清洁、干燥蜂窝芯塞
5）在修理蜂窝芯子周围涂上粘稠剂的胶黏剂。
6）制作浸有树脂的玻璃纤维布，尺寸与损伤切口相同
7）将玻璃纤维布平铺在安装好的蜂窝芯塞上
8）完成蜂窝芯塞安装之后，对修理进行封装，为固化芯塞做准备。
需要依次铺放热电偶、一层带孔的隔离膜、一层透气毡、电热毯、热电偶、透气布、抽真空罐和真空表的接头座，铺好后打包真空袋。
9）加温固化，在完成蜂窝芯子修理之后，需要将热电偶、电热毯和抽真空设备等于热补仪连接，设定需要的温度、温升率、保温时间和降温速率。
10）检查和修整，在修理区域完成固化并拆除封装材料后，检查蜂窝芯塞与原蜂窝的粘结情况，打磨端面，使之形成平整、光滑的表面，并清洁表面。
在修理合格的表面上打磨清洁后恢复原有漆层，到此复合材料蜂窝夹层结构修理完成。
4 结束语
复合材料在飞机上的应用，有了较长的应用历史，其修理技术也随之得到了相应的发展，但同材料领域的研究与发展相比，复合材料在飞机上应用的种类、数量却极其有限，主要还是以碳纤维复合材料为主，这也就限制了其修理技术的相对单一，技术含量有限，在许多方面还无法满足飞机快速高效、高可靠性和安全性的需要[8]。
同时，结构修理是目前阻碍复合材料进一步扩大应用的两个主要问题之一（另一个问题是复合材料成本），如何提高修理水平，降低维修成本是非常重要的问题。
针对不同的损伤需要确定不同的修理方案，在满足结构修理的要求下如何可以更经济，快捷高质量地完成修理仍是一个待研究的热点问题。
近年来，随着国内在材料研究与应用方面取得的一些重大进展，研究机构和队伍规模也在逐渐壮大，但是在复合材料应用及其修理方面的研究和人才培养方面和国外相比略显不足，特别是民航领域飞机复合材料方面的人才培养和研究亟需加强。
