一种复合材料蒙皮胶结方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于复合材料蒙皮之间胶结新型工艺，此新型工艺属于复合材料及其成型应用技术领域。
【背景技术】
[0002]复合材料具有高比强度、高比模量、良好的抗疲劳特性、独特的材料及结构可设计性等优良特性，可显著地提高飞机的结构效率和使用寿命，减轻质量，改善气动力等性能，因而在航空飞行器上获得了日益广泛的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是设计一种适用于复合材料蒙皮之间胶结的新型工艺，是通过先在机身骨架加工穿丝槽，将蒙皮胶结在骨架上，然后在蒙皮连接位置开梯形槽，梯形槽内布置玻纤，玻纤铺层为[45/90] s，然后涂胶，固化，再在蒙皮下方胶结玻纤穿丝带，玻纤穿丝带穿过骨架上的穿丝槽，最后修型，使接缝和两蒙皮成为一整体，并通过玻纤穿丝带加固，以达到胶结强度的优化。
[0004]本发明是这样实现的:
[0005]一种适用于复合材料蒙皮胶结方法，所述胶结方法包括如下步骤:
[0006]第一步，先在机身骨架上开40X 3mm穿丝槽，采用胶黏剂将两块蒙皮胶结在机身骨架上，两块蒙皮接缝对齐。
[0007]第二步，待胶黏剂固化后，在蒙皮接缝位置两侧对称开设阶梯矩形槽，每一侧的阶梯矩形槽均分为三层，上层和底层铺覆45度玻纤，中间层铺90度玻纤，玻纤根据矩形槽尺寸裁剪，设计铺层结构为[45/90] s。
[0008]第三步，玻纤铺层铺好后，在玻纤铺层表面涂刷树脂胶胶黏剂，等待固化。
[0009]第四步，树脂胶胶黏剂固化完成后，胶结玻纤穿丝带穿过穿丝槽，并且将玻纤穿丝带两端分别胶结在骨架两侧的蒙皮上，进一步加固蒙皮，最终使两块蒙皮和机身骨架成一整体，最后打磨修型，完成胶结。
[0010]本发明的有益效果是:
[0011]通过本发明，将蒙皮的胶结接缝设计为阶梯形，可有效降低胶层内应力，分散蒙皮和胶缝间的偏心力矩，从而有效提高接头的剥离强度，而胶缝内布置玻璃纤维铺层，使胶缝也以复合材料形式与蒙皮成为整体结构，玻璃纤维铺层设计为[45/90]s，通常在复合材料层合板设计中45度铺层承受剪切载荷，90度铺层承受横向载荷和泊桑效应，因此这种铺层结构加强了蒙皮接缝承受剪切载荷和横向载荷的能力，最后玻璃纤维穿丝带把蒙皮和骨架连接在一起，这样不但辅助增加了胶缝连接强度，而且相比较机械连接件，复合材料胶缝在受力较小的次要结构上能够减重约25%，在受力较大的主要结构上能够减重5%?10%，并能获得平滑的结构表面，大面积胶结还能减少成本，无电偶腐蚀，密封性好。
【附图说明】
[0012]图1为本发明中两部分蒙皮粘结到机身骨架的结构示意图；
[0013]图2为本发明中玻璃纤维穿丝带的布置示意图；
[0014]图3为本发明中接缝处玻璃纤维铺层结构和方式示意图。
[0015]图中:
[0016]1.蒙皮A ; 2.蒙皮B ;3.机身骨架；4.接缝； 5.穿丝槽；
[0017]6.玻纤穿丝带；7.玻璃纤维铺层；8.底层；9.中层； 10.上层。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实例对本发明的一种复合材料蒙皮胶结方法进行进一步详细说明。
[0019]本发明提供一种复合材料蒙皮胶结方法，所述胶结方法包括如下步骤:
[0020]第一步，两部分蒙皮胶结:如图1所示，以两块蒙皮Al和蒙皮B2为例进行说明。在机身骨架3上加工40 X 3mm穿丝槽5。所述机身骨架3的截面为T形结构，所述穿丝槽5加工在机身骨架3的竖直结构上并且左右贯通。蒙皮胶结时，先将机身骨架3上表面(即胶结面)和蒙皮Al、蒙皮B2将要胶结的面打磨、清理干净，然后涂胶黏剂，蒙皮Al、蒙皮B2之间形成的接缝4对齐粘结到机身骨架3的中轴对称位置，等待胶黏剂固化。
[0021]第二步，如图2所示，沿着蒙皮Al与蒙皮B2的接缝4的左右两侧位置，对称开阶梯矩形槽，左右两侧的阶梯矩形槽均分为三层，底层8、中层9和上层10。每层阶梯的深度相等，总深度为蒙皮厚度的80% ;每个矩形槽的宽度相等，均为5mm?7mm。
[0022]所述的阶梯矩形槽的上层10和底层8铺覆45度玻璃纤维铺层(简称玻纤7铺层)，中层9铺90度玻纤铺层7，玻纤根据矩形槽尺寸裁剪，设计铺层结构为[45/90] s。
[0023]所述铺层具体是指:靠近接缝4两侧为底层8，向上依次为中层9和上层10。底层8铺设45度玻纤铺层7，玻纤厚度为底层8的深度；然后在底层8玻纤铺层7和中层9表面铺90度玻纤铺层7，玻纤厚度为中层9深度；然后在中层玻纤铺层7和上层10表面铺45度玻纤铺层7，玻纤厚度为上层10深度。
[0024]第三步，玻纤铺层7铺好后，调好树脂胶胶黏剂，均匀涂刷在玻纤铺层7上，注意涂刷时将胶黏剂内气泡赶尽，等待固化。
[0025]第四步，固化完成后，裁剪35 X 100X Imm玻纤穿丝带6，通过机身骨架3上穿丝槽5，并将玻纤穿丝带6的两端胶结在机身骨架3两侧的蒙皮下表面，进一步加固蒙皮，最终使蒙皮A、蒙皮B和机身骨架3成为一个整体，固化完成根据气动外形形状打磨修型,胶结完成。
[0026]所述蒙皮Al、蒙皮B2均为复合材料蒙皮,所述胶黏剂需选用强度高、耐热性好的胶黏剂，可以是环氧胶、酚醛-缩醛胶、快固丙烯酸酯胶、α-氰基丙烯酸酯胶、聚氨酯胶等。
【主权项】
1.一种复合材料蒙皮胶结方法，其特征在于:所述胶结方法包括如下步骤， 第一步，采用胶黏剂将两块蒙皮胶结在机身骨架上，两块蒙皮接缝对齐； 第二步，待胶黏剂固化后，在蒙皮接缝位置两侧对称开设阶梯矩形槽，每一侧的阶梯矩形槽均分为三层，上层和底层铺覆45度玻纤铺层，中间层铺90度玻纤铺层，设计铺层结构为[45/90] s； 第三步，玻纤铺层铺好后，在玻纤铺层表面涂刷胶黏剂，等待固化； 第四步，胶黏剂固化完成后，胶结玻纤穿丝带穿过穿丝槽，并且将玻纤穿丝带两端分别胶结在骨架两侧的蒙皮上，进一步加固蒙皮，最终使两块蒙皮和机身骨架成一整体，最后打磨修型，完成胶结。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料蒙皮胶结方法,其特征在于:所述穿丝槽加工在机身骨架上，所述机身骨架的截面为T形结构，所述穿丝槽加工在机身骨架的竖直结构上并且左右贯通。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料蒙皮胶结方法，其特征在于:蒙皮胶结时，先将机身骨架上表面和两块蒙皮上需要胶结的面打磨、清理干净，然后涂胶黏剂，两块蒙皮之间形成的接缝对齐粘结到机身骨架的中轴对称位置。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料蒙皮胶结方法，其特征在于:所述阶梯矩形槽，每层阶梯的深度相等，总深度为蒙皮厚度的80%;每个矩形槽的宽度相等，均为5mm?7mm。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料蒙皮胶结方法，其特征在于:所述铺层具体是指，靠近接缝两侧为底层，向上依次为中层和上层，底层铺设45度玻纤铺层，玻纤厚度为底层的深度；然后在底层玻纤铺层和中层表面铺90度玻纤铺层，玻纤厚度为中层深度；然后在中层玻纤铺层和上层表面铺45度玻纤铺层，玻纤厚度为上层深度。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料蒙皮胶结方法，其特征在于:所述蒙皮为复合材料蒙皮，所述胶黏剂选用环氧胶、酚醛-缩醛胶、快固丙烯酸酯胶、α -氰基丙烯酸酯胶或聚氨酯胶。
【专利摘要】本发明公开了一种复合材料蒙皮胶结方法，所述方法将蒙皮胶结在骨架上，然后在蒙皮连接位置开阶梯矩形槽，矩形槽内布置玻纤铺层，玻纤铺层为[45/90]s，然后在蒙皮下方胶结玻纤穿丝带，玻纤穿丝带穿过骨架上的穿丝槽，最后修型，使接缝和两蒙皮成为一整体。本发明，将蒙皮的胶结接缝设计为阶梯形，可有效降低胶层内应力，分散蒙皮和胶缝间的偏心力矩，从而有效提高接头的剥离强度，加强了蒙皮接缝承受剪切载荷和横向载荷的能力；复合材料胶缝在受力较小的次要结构上能够减重约25％，在受力较大的主要结构上能够减重5％～10％，并能获得平滑的结构表面，大面积胶结还能减少成本，无电偶腐蚀，密封性好。
【IPC分类】B29C70-84, B29C70-34
【公开号】CN104626623
【申请号】CN201410826236
【发明人】曾凡俊, 孙延波, 柳炎冰, 孟昭发
【申请人】深圳市博尔创意文化发展有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月25日