一种薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法
阅读说明：本技术 一种薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法 (Repair method for penetrating damage of thin-wall composite laminated structure with curvature ) 是由 王松 于领军 章强 曹景斌 王珺 王乃文 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于复合材料修理技术领域,涉及一种薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法,所述方法采用一个外表面与复合材料件损伤区域的内表面曲率一致的泡沫背板作为辅助工装,在复合材料件损伤区域填充填料,包含以下步骤：新制一个泡沫背板,所述泡沫背板的外表面与复合材料件损伤区域的内表面曲率一致,大小大于损伤区域周圈15mm-20mm；将泡沫背板固定在复合材料件损伤区域的内表面；在复合材料件损伤区域填充填料,然后在外表面铺放修理布,修理布的层数比损伤区的层数至少多一层,固化成型；本发明修理方法与常用的胶接补片和湿铺贴修理方法相比不需新制复合材料补片成型工装或钣金背板工装,有效降低了修理成本。(The invention belongs to the technical field of composite material repair, and relates to a repair method for penetrating damage of a thin-wall composite laminated structure with curvature, which adopts a foam back plate with the outer surface consistent with the inner surface curvature of a damaged area of a composite material part as an auxiliary tool, fills filler in the damaged area of the composite material part, and comprises the following steps: newly manufacturing a foam back plate, wherein the curvature of the outer surface of the foam back plate is consistent with that of the inner surface of the damaged area of the composite material part, and the size of the outer surface of the foam back plate is 15-20 mm larger than the periphery of the damaged area; fixing the foam back plate on the inner surface of the damaged area of the composite material part; filling filler in the damaged area of the composite material part, then laying repair cloth on the outer surface, wherein the number of layers of the repair cloth is at least one layer more than that of the damaged area, and curing and forming; compared with the common glue joint patch and wet-laid patch repairing method, the repairing method does not need a new composite material patch forming tool or a sheet metal back plate tool, and effectively reduces the repairing cost.)
技术领域
本发明属于复合材料修理技术，涉及薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法。
背景技术
薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的常用修理方法有两种：第一种是胶接补片修理，新制一个复合材料补片，将补片胶接到损伤区域，如图1所示，这种修理方法需要新制复合材料补片的成型工装。第二种是湿铺贴修理，新制一个钣金背板作为修理布铺层支撑固定在损伤区域内侧，将修理布铺放在损伤区域的外侧，固化成型后撤掉钣金背板，如图2所示，这种修理方法需要新制钣金背板的工装。
由于穿透损伤产生位置的不确定性，新制的工装很难实现重复使用，因此采用这两种修理方法会导致修理成本较高，费时且效率低下。
发明内容
本发明的目的是：提出一种新的薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法，以解决目前方法中需新制工装带来的维修成本高、效率低下的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法，所述方法采用一个外表面与复合材料件损伤区域的内表面曲率一致的泡沫背板作为辅助工装，在复合材料件损伤区域填充填料。
一种薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法，所述方法包含以下步骤：
步骤一、新制一个泡沫背板，所述泡沫背板的外表面与复合材料件损伤区域的内表面曲率一致，泡沫背板的内表面曲率不作要求，大小大于损伤区域周圈15mm-20mm；
步骤二、将泡沫背板固定在复合材料件损伤区域的内表面；
步骤三、在复合材料件损伤区域填充填料，然后在外表面铺放修理布，修理布的层数比损伤区的层数至少多一层，固化成型。
步骤一中泡沫背板的厚度要求：5±1mm。
步骤二中所述泡沫背板胶接在复合材料件损伤区域的内表面。
步骤二中在所述泡沫背板的内表面铺一层修理布，所述修理布大于泡沫背板周圈15mm-20mm，固化成型。
所述步骤三中第一层修理布大于损伤区域周圈15mm-20mm,之后每层修理布大于上一层周圈15mm-20mm。
优选地，所述的修理方法还包括在步骤二之前将复合材料件损伤区域脱漆处理的步骤。
优选地，所述泡沫背板材质为硬质泡沫。
本发明的有益效果是：本发明提出的薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法与常用的胶接补片和湿铺贴修理方法相比不需新制复合材料补片成型工装或钣金背板工装，有效降低了修理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的胶接补片修理示意图；
图2为现有技术的湿铺贴修理示意图；
图3为本发明的修理方法示意图；
图4为实施例一中垂直安定面前缘罩损伤示意图；
图5为实施例二中翼尖蒙皮损伤示意图；
其中，1—复合材料补片、2—复合材料件、3—胶、4—钣金背板，5—修理布、6—泡沫背板，7—填料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。
在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。本发明提出的薄壁带曲率复合材料层压结构穿透损伤的修理方法如图3所示。
具体实施步骤为：第一步，新制一个泡沫背板6，所述泡沫背板6的外表面与复合材料件2损伤区域的内表面曲率一致，泡沫背板6的内表面曲率不作要求，尺寸大于损伤区域周圈15mm-20mm。第二步，将泡沫背板6用胶3胶接在复合材料件2损伤区域的内表面，在泡沫背板6外铺一层修理布5，修理布5大于泡沫背板6周圈15mm-20mm，固化成型。第三步，在复合材料件2损伤区域填充填料7，然后在外表面铺放修理布5，修理布5的层数比损伤区的层数至少多一层，第一层修理布5大于损伤区域周圈15mm-20mm,之后每层修理布5大于上一层周圈15mm-20mm，固化成型。
实施例一：
某型机垂直安定面前缘罩为复合材料层压结构件，如图4所示，靠近根部前端有一个穿透性损伤，面积大小为22mm×17mm,损伤区铺层为两层织物，铺层角度为±45°。
修理实施参考图3：第一步，在复合材料件损伤区开一个Φ30mm的孔去除损伤区布层，将孔周围Φ150mm的范围内进行脱漆处理。第二步，用DHS261-113-15泡沫新制一个Φ60mm的泡沫背板，泡沫背板的外表面与复合材料件损伤区域的内表面曲率一致，将泡沫背板用EA9396胶胶接在复合材料件损伤区域的内表面，在泡沫背板外铺一层Φ90mm的ECS0031.12干碳布浸EA9396胶的修理布，铺层方向为±45°，常温加压固化成型。第三步，在复合材料件损伤区域填充17#填料，然后在外表面铺放三层修理布，第一层大小为Φ60mm,第二层大小为Φ90mm,第三层大小为Φ120mm,铺层方向均为±45°，常温加压固化成型。第四步，对修理区进行光顺处理，补漆。
实施例二：
某型机翼尖为复合材料层压结构件，如图5所示，在翼尖下蒙皮的中间位置有两处豁口损伤区域A和B，分别为直径50mm(编号A)和15mm×10mm(编号B)大小，损伤区域为两层织物，铺层角度为±45°。
修理实施参考图3：
损伤区域A修理：第一步，去除右翼尖下部蒙皮外表面损伤区域A蒙皮，将损伤区域A进行钻孔；第二步，对右翼尖下部蒙皮外表面损伤区域A周围区域进行脱漆处理，脱漆区域半径大于孔直径60mm；第三步，打磨损伤区域A内部周围Tedlar膜，打磨区域半径大于孔直径40mm；第四步，用DHS261-113-15泡沫新制一个Φ70mm的泡沫背板,将泡沫背板用EA9396胶(3)胶接在翼尖损伤区域的内表面,在泡沫背板外铺一层Φ90mm的ECS0031.12干碳布浸EA9396胶的修理布，铺层方向为±45°，常温加压固化成型；第五步，在翼尖损伤区域填充17#填料，然后在外表面铺放三层ECS0031.12干碳布浸EA9396胶的修理布，第一层大小为Φ70mm,第二层大小为Φ90mm,第三层大小为Φ110mm,铺层方向均为±45°，常温加压固化成型；第六步，对修理区进行光顺处理，补漆。
损伤区域B修理：修理泡沫背板、修理布及打磨脱漆尺寸相应减小，修理方法同损伤区域A。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。