一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理技术。
【背景技术】
[0002]目前，复合材料是飞机结构的重要材料，在航空器结构中的用量逐渐呈现快速增长的趋势。由于复合材料蒙皮结构在生产、使用和维护过程中，由非正常使用、非正常维护行为、交变载荷、紧固件松动和摩擦，以及各种环境等造成的各类损伤，这样给飞机的运营安全和可持续适航性带来了很大的挑战；因此，对航空器的复合材料蒙皮结构的维护和维修的方式方法提出了更高的要求，对复合材料蒙皮结构的修理问题也就显得尤为迫切。
[0003]传统的复合材料胶接修理方法易受温度和湿度等环境影响，在大载荷作用下容易产生脱胶剥离；另外，机械修理也无法解决由开孔造成的结构强度和刚度削弱、应力集中和永久变形较大，以及易发生电化学腐蚀的影响。然而，采用缝合和胶接混合修补能够有效地克服胶接和铆接修理的诸多不足，综合了单独胶接或缝合修理的优点，可很好地解决电化学腐蚀问题，明显提高复合材料蒙皮在厚度方向上的抗冲击损伤能力。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型主要针对复合材料蒙皮穿孔、脱胶分层破坏和非正常维护使用等造成的穿透性损伤，也包括复合材料蒙皮结构内部损伤需要挖补的情形，采用缝合和胶接混合修理方式，复合材料蒙皮修理区可以达到刚度、强度、寿命和气动外形要求。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，包括设置在复合材料蒙皮损伤区域的通孔，所述通孔内嵌有镶平片，复合材料蒙皮的内侧设有覆盖所述通孔的内贴补片，复合材料蒙皮的外侧设有覆盖所述通孔的外贴补片，所述内贴补片和外贴补片与复合材料蒙皮之间均设有粘胶层，所述镶平片的形状与所述通孔形状吻合，所述镶平片与复合材料蒙皮同材料同厚度；所述内贴补片的几何形状与所述外贴补片的几何形状为相似形，所述内贴补片的几何中心与所述外贴补片的几何中心重合。
[0006]本实用新型一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，其中，所述内贴补片和外贴补片分别与复合材料蒙皮均通过粘胶层和缝线连接，所述缝线的布置按照与所述外贴补片自内向外扩散交错分布，所述通孔、内贴补片和外贴补片的几何形状为圆形、矩形和椭圆形中的一种，所述内贴补片和外贴补片在缝合修理后进行表面涂层密封处理。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0008]本实用新型采用缝合和胶接混合修补方式对复合材料蒙皮结构修理能够有效地克服胶接和铆接修理的不足，综合了单独胶接或缝合修理的优点，可很好地解决电化学腐蚀问题，明显提高复合材料蒙皮在厚度方向上的抗冲击损伤能力。
【附图说明】
[0009]图1 (a)是具有矩形通孔的复合材料蒙皮待修区示意图；
[0010]图1 (b)是图1 (a)所示复合材料蒙皮的主视图；
[0011]图2(a)是具有圆形通孔的复合材料蒙皮待修区示意图；
[0012]图2 (b)是图2 (a)所示复合材料蒙皮的主视图；
[0013]图3 (a)是根据本实用新型复合材料蒙皮矩形补片胶缝混合修理结构的立体图；
[0014]图3 (b)是根据本实用新型复合材料蒙皮圆形补片胶缝混合修理结构的立体图；
[0015]图4 (a)是胶缝混合修理结构的侧视图；
[0016]图4(b)是图4(a)中的A部局部放大示意图；
[0017]图5是复合材料蒙皮修理结构中“改进的锁式缝合”的缝线示意图。
[0018]图中:1-复合材料机身冡皮，2_通孔，3_内贴补片，4_外贴补片，5_粘J3父层，6_缝线，7-镶平片。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。如图1至图3所示，本实用新型一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，包括设置在复合材料蒙皮1损伤区域的通孔2，所述的通孔2、内贴补片3和外贴补片4的几何形状为圆形、矩形和椭圆形中的一种，如图1 (a)和图2 (a)所示，所述通孔内嵌有镶平片7，所述镶平片7的形状与所述通孔2形状吻合，所述镶平片7与复合材料蒙皮1同材料同厚度，如图3(a)和图3(b)所示，复合材料蒙皮1的内侧设有覆盖所述通孔2的内贴补片3，复合材料蒙皮1的外侧设有覆盖所述通孔2的外贴补片4，所述内贴补片3和外贴补片4与复合材料蒙皮1之间设有粘胶层5，如图4(a)和图4(b)所示，所述内贴补片3和外贴补片4分别与复合材料机身蒙皮1均通过缝线6连接，所述内贴补片3的几何形状与所述外贴补片4的几何形状为相似形，所述内贴补片3的几何中心与所述外贴补片4的几何中心重合，如图3(a)和图3(b)所示，所述缝线6的布置按照与所述外贴补片4自内向外扩散交错分布，如图5所示。
[0020]本实用新型采用“内外贴补”方式，将内贴补片3和外贴补片4通过粘胶层5和缝线6混合地连接在复合材料蒙皮1上，在缝合修理时不限制使用什么缝合角度，能够满足复合材料蒙皮修理区的刚度、强度、寿命和气动外形要求。本实用新型中的内贴补片3和外贴补片4均可同时设计为一层、二层、三层和四层中的一种，当内贴补片3和外贴补片4为多层形式时，可以把内贴补片3和外贴补片4设计为台阶式，这样使复合材料蒙皮修理区刚度逐步变化，避免刚度的突变，改善修理部位的抗疲劳性能，所述的内贴补片3和外贴补片4在缝合后修理后进行表面涂层密封处理。
[0021]本实用新型中的缝线6的大小和缝合密度的选择要考虑其承载能力与复合材料机身蒙皮1自身的强度和刚度相适应，缝线6选择与复合材料蒙皮1不发生化学腐蚀和电偶腐蚀的材料制作。
[0022]尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1.一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，包括设置在复合材料蒙皮(I)损伤区域的通孔(2)，所述通孔内嵌有镶平片(7)，复合材料蒙皮(I)的内侧设有覆盖所述通孔(2)的内贴补片(3)，复合材料蒙皮⑴的外侧设有覆盖所述通孔⑵的外贴补片(4)，所述内贴补片⑶和外贴补片⑷与复合材料蒙皮⑴之间均设有粘胶层(5)，其特征在于，所述镶平片(7)的形状与所述通孔(2)形状吻合，所述镶平片(7)与复合材料蒙皮(I)同材料同厚度；所述内贴补片(3)的几何形状与所述外贴补片(4)的几何形状为相似形，所述内贴补片(3)的几何中心与所述外贴补片(4)的几何中心重合。2.根据权利要求1所述复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，其特征在于，所述内贴补片⑶和外贴补片⑷分别与复合材料蒙皮⑴均通过粘胶层(5)和缝线(6)连接，所述缝线(6)的布置按照与所述外贴补片(4)自内向外扩散交错分布。3.根据权利要求1所述的一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，其特征在于，所述通孔(2)、内贴补片(3)和外贴补片(4)的几何形状为圆形、矩形和椭圆形中的一种，所述内贴补片⑶和外贴补片⑷在缝合修理后进行表面涂层密封处理。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合材料蒙皮的胶缝混合修理结构，包括设置在复合材料蒙皮损伤区域的通孔，所述通孔中嵌有镶平片，所述镶平片的形状与所述通孔的形状吻合，所述镶平片与复合材料蒙皮同材料同厚度；复合材料蒙皮的外侧设有覆盖所述通孔的外贴补片，所述复合材料蒙皮损伤区域的内侧设有内贴补片，所述内贴补片的几何形状与所述外贴补片的几何形状为相似形，所述内贴补片和外贴补片分别与复合材料蒙皮均通过粘胶层和缝线相连，缝线的布置按照与所述外补片自内向外扩散交错分布。本实用新型采用“内外胶接贴补”方式和“改进的锁式缝合”类型修理复合材料蒙皮，复合材料蒙皮修理区可以达到强度、刚度、寿命和气动外形要求。
【IPC分类】B64C1/12
【公开号】CN204802067
【申请号】CN201520384187
【发明人】曹启武, 罗云菲, 许东阳
【申请人】曹启武
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月8日