冲击损伤下航空复合材料修复技术研究进展

航空复合材料的损伤与维修在航空领域，复合材料被广泛应用于飞机的结构件和舱内装饰。

复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，因此在航空工业中得到了广泛的应用。

与传统金属材料相比，复合材料在使用过程中更容易受到外部环境和操作方式的影响，容易受到损坏，这给航空安全带来了一定的隐患。

对航空复合材料的损伤及维修问题进行深入了解和研究，对确保航空安全和提高飞机使用效率具有重要意义。

飞机在飞行过程中，难免会受到外部环境的影响，比如气流冲击、风刮等各种因素都可能对飞机及其结构件造成损伤。

相比传统金属材料，复合材料在受力过程中表现出不同的特性。

当复合材料遭受冲击或者重载时，可能产生裂纹、破损等各种形式的损伤。

这些损伤可能因为轻微而被忽略，但长期积累下来会对飞机的结构安全性造成威胁。

对航空复合材料的损伤进行及时、有效的诊断十分重要。

针对航空复合材料的损伤检测，目前主要有几种常见的方法。

一种是目视检查法，也就是人工检查，通过人眼观察来判定复合材料是否存在明显的破损或者裂纹。

这种方法直观简便，但存在主观性较强、检测范围有限等问题。

另外一种方法是使用超声波检测技术，这种技术可以有效地检测出复合材料内部的隐伏裂纹。

还有X射线检测、激光扫描等多种检测方法都被应用于航空复合材料的损伤检测工作中。

通过这些方法，可以及时准确地发现复合材料的损伤，并做出相应的维修决策。

当航空复合材料出现损伤时，适时的维修是至关重要的。

在过去，对于复合材料的维修工作主要采用的是传统的金属材料的维修方法，如焊接、铆接等。

这些方法并不适用于复合材料，因为复合材料的特性决定了其在设计、加工、维修等方面需要采用不同的方法。

在航空复合材料的维修中，需要考虑复合材料的特性和工艺技术，选择合适的维修方法，以确保维修后的结构件能够恢复原有的性能，同时保证飞机的使用安全。

近年来，随着复合材料技术的不断发展，针对航空复合材料的维修方法也得到了迅速的发展。

目前，针对不同类型的复合材料损伤，已经出现了多种不同的维修方法。

复合材料蜂窝夹芯板低速冲击损伤研究复合材料蜂窝夹芯板是一种轻质高强度的材料，广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等领域。

然而，在实际使用过程中，复合材料蜂窝夹芯板容易受到低速冲击损伤，影响其使用寿命和安全性能。

因此，对复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击损伤进行研究具有重要意义。

复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击损伤机理主要包括弯曲、剪切、拉伸和压缩等多种形式。

其中，弯曲和剪切是最常见的损伤形式。

在低速冲击过程中，复合材料蜂窝夹芯板的表面会出现裂纹和凹陷，进而导致板材的强度和刚度下降。

为了研究复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击损伤，研究人员采用了多种方法，如数值模拟、实验测试和理论分析等。

其中，数值模拟是一种有效的手段，可以预测复合材料蜂窝夹芯板在低速冲击下的损伤情况。

实验测试则可以验证数值模拟的结果，并提供更加真实的数据。

理论分析则可以深入探究复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击损伤机理和规律。

研究表明，复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击损伤与多种因素有关，如冲击速度、冲击角度、板材厚度、芯材类型和面板材料等。

其中，板材厚度和芯材类型是影响复合材料蜂窝夹芯板低速冲击损伤的重要因素。

较厚的板材和高强度的芯材可以提高复合材料蜂窝夹芯板的抗冲击性能。

为了提高复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击性能，研究人员提出了多种方法，如改变芯材结构、增加面板厚度、加强面板和芯材之间的粘结等。

其中，改变芯材结构是一种有效的方法，可以通过设计不同形状和大小的蜂窝结构来提高复合材料蜂窝夹芯板的抗冲击性能。

总之，复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击损伤是一个复杂的问题，需要综合运用数值模拟、实验测试和理论分析等方法进行研究。

通过深入探究其损伤机理和规律，可以为提高复合材料蜂窝夹芯板的低速冲击性能提供理论基础和技术支持。

飞机复合材料修补技术的研究摘要：随着通用飞机复合材料市场需求的扩大，所需的修补技术也日益受到广泛关注。

本文主要介绍了通用飞机复合材料的损伤形式、复合材料修补的原则、修补方法及修补技术在复合材料中典型应用，为后续通用飞机复合材料修补技术奠定了理论基础。

关键词：复合材料；修补原则；修补方法近年随着复合材料技术的成熟以及复合材料质轻、高强、结构功能一体化、设计制造一体化以及易于成大型制品等优点，使其复合材料在通用飞机上的用量也大幅攀升，这已成为通用飞机先进性的重要技术指标之一。

通用飞机用结构复合材料制品尺寸大、成本高，在生产、运输和服役期间难免会产生缺陷或损伤，若不能及时有效的修补，恢复原结构的使用性能，则只能降级使用甚至报废。

因此，探索复合材料的修补技术尤为重要。

一、复合材料的损伤形式复合材料的使用损伤主要是在使用过程中出现的高能量或低能量的冲击损伤。

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）冲击损伤：冲击损伤又分为高能量冲击和低能量冲击，子弹、发动机碎片、鸟撞等外来物冲击以及雷击等属于高能量冲击，通常产生穿透损伤，这些损伤均目视易检；维护设施的撞击，踩踏，螺钉、轮胎碎片以及冰雹的撞击等属于低能量冲击，这类冲击造成的损伤目视不一定能够检测到。

（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、吸潮损伤等。

每个部件按其结构重要性不同分成不同的区域，根据不同区域的应力水平、由结构试验确定的安全系数以及结构的设计类型和几何形状，确定部件损伤的可接受水平：许可损伤、可修补损伤、不可修补损伤。

损伤评估一般按损伤程度确定、损伤结果评估、可接受损伤水平的确定等几个步骤进行。

二、通用飞机用复合材料修补的原则2.1 根据受力及影响飞机安全的严重程度，分析损伤容限及剩余强度，确定是否修补或报废；2.2 修复后零件的完整性达到结构可接受的水平，可满足结构设计和强度设计的要求。

冲击损伤下航空复合材料的修复技术作者：侯建民来源：《经济技术协作信息》 2018年第25期在强度比、刚度以及性能设计方面先进复合材料占据相当明显的优势，因此在航空航天领域中复合材料的应用范围与前景相当广阔，是航空结构材料的第四种类型。

在航空结构上复合材料使用量的增加，复杂曲面儿的逐步增多以及整体成型与共固化方向的发展也可对其进行直观体现。

但是还会有不同程度的缺陷与损伤存在于复合材料当中，这要求我们必须实现对可靠性强以及重复性高的结构修复技术进行科学寻找与使用。

一、冲击损伤评估航空复合材料结构的持续适航取决于多种因素（例如分层、脱胶、纤维断裂）。

服役期间，结构损伤或由制造缺陷（例如空隙、弱界面结合）引起，或因机械载荷（例如冲击）产生，或因环境条件（例如湿度、温度）导致。

其中，冲击损伤（例如掉落的工具、服役期间的碰撞、飞鸟撞击）往往是结构完整性的致命威胁。

冲击损伤往往导致压缩强度、拉伸强度和剪切强度的大幅下降。

钝器的冲击可诱发肉眼不可见的亚表面损伤，因此，在目视检查中难以识别。

通过研究层合板在冲击载荷下的损伤扩展过程，明确定义了四种损伤状态：无损伤状态、目视不可见损伤状态（BVID)、目视可见损伤状态(VID）和穿透损伤状态。

二、无损检测技术分析l空气耦合超声检测技术优势与特征。

近些年来，空气耦合超声检测技术成为热门领域，简单便携、分辨率较高以及自动化程度较高是空气耦合超声检测技术的明显优势与特征，原位检测是该事项检测技术使用的主要范围。

现阶段航空航天新型复合材料检测工作已经逐步应用空气耦合超声检测技术，波音737机翼后缘蜂窝夹芯材料、A320副翼、波音737尾翼、黑鹰直升机旋翼等构件检测工作，都会在结合实际的同时科学使用空气耦合超声检测技术。

空气耦合超声检测技术面对的主要问题就是如何实现对接收信号强度以及信噪比制约的打破，针对新型换能器以及高效检测系统的不断深化与研究是改善上述现象的重要手段。

从换能器研发角度来说，电容型球面聚焦膜换能器是未来超声换能器发展的主要趋势与方向。

飞机复合材料结构损伤和检测维修方法分析摘要：随着经济的高速发展，我国民航制造行业已经进入自主研发阶段，航空制造水平持续提升。

在制造飞机的过程中，复合材料的应用极为广泛，应用比例也在不断扩大，这使得其维修工作也越来越重要。

基于此，本文简单讨论飞机复合材料结构常见损伤，深入探讨检测维修方法，具体涉及目视法、敲击法、注射法、涂层法等内容，希望研究内容能够给相关从业人员带来一定启发。

关键词：飞机；复合材料；损伤；检测维修引言：制造飞机所使用的复合材料，具有强度高和比刚度高等特点，能够在一定程度上减轻飞机整体的重量，还拥有破损安全性较高、抗腐蚀等优点。

复合材料在实际使用的过程当中，会出现各种各样的损伤，对其进行维修、检测非常重要，合理的检测维修不仅能够避免出现安全事故，还能满足企业发展需要。

1.飞机复合材料结构常见损伤1.1划伤复合材料结构当中划伤和凿伤是常见的损伤类型，属于线性损伤，需要工作人员对破损的长度和破损深度进行详细的检查，以此来进行有效区分。

其中划伤是因为材料和尖锐物体进行了直接接触，从而造成了一定长度和深度的线性损伤，而划伤相对于划伤来说则更加宽，也可能是相对更深程度的损伤。

1.2刻痕在复合材料结构当中刻痕属于小区域损伤，需要工作人员对损伤处进行仔细检查，从其是否穿透表层来判断是否属于刻痕损伤。

1.3分层分层和脱胶这两种情况相对来说比较相似，需要工作人员检查其复合材料的内部，确定出现损伤的位置来判断属于哪种损伤情况。

其中分层是复合材料的层合板结构当中，各个纤维层之间出现剥离破坏，而脱胶则是复合材料结构当中，蜂窝和纤维层之间出现剥离破坏。

1.4穿孔在损伤问题当中，凹坑和穿孔也是比较相似的损伤情况，需要工作人员对损伤的部位进行检查，确认破坏的深度和穿透复合材料的厚度来区分属于哪种破损情况。

1.5雷击在实际的应用当中，复合材料因受到雷击或者明火从而引起复合材料的烧蚀损伤，对这种损伤问题检查工作比较简单，只需要人工观察材料表面就可以找到损伤的位置和相应的问题。

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。