光固化复合材料在飞机结构抢修中的应用研究

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1、航空维修AVIATIONMAINTENANCE运用光敏树脂浸渍纤维增强材料制成柔性预浸料修理补片，用粘接的方法贴补到破坏损伤区，在紫外光的照射下迅速固化，从而在短时间内完成飞机结构战伤抢修。光固化复合材料在飞机结构抢修中的应用研究StudyofCuring-OpticalCompositeFlexibleinAircraftStructureRushtoRepair◎许松魏东刘成武/北京航空航天大学紫外光固化技术应用于航空装备（2）可靠性修理不使用螺钉或铆分子有机材料，自身重量轻，又省去了战伤抢修领域(研究开发光固化钉，毋需钻孔，修理后不会形成新的

2、应力螺钉、铆钉等金属连接件，因而，修理复合材料预浸料修理补片,研制快速固集中源且承载面积大，修理强度高。后重量增加少。化设备，研究制定飞机结构战伤快速抢（3）易成形修理补片在固化前图1就是运用光固化复合材料修理修工艺)，适用于多种材质、不同损伤形呈柔性，粘贴时可根据需要任意改变补片修理前后对照。式、复杂结构件的快速抢修，通用性强、其形状，适用于各种复杂形状机件的操作方便快捷。由于修理补片存储期损伤修理。光固化预浸料修理补片的设计、长，可预先制备作为战时储备，以减少（4）可达性好粘接修理所用工制备与包装对备件的依赖性。抢修设备体积小、重具少，可在小工

3、作空间内操作，也适用1.补片结构的设计量轻、携带方便，适于野外作业。于空间狭窄的机体内部损伤修理。补片结构以便于制备、贮存和使用（5）自成体系不需要或需要很为原则，采用层叠式结构，整个补片由7～光固化复合材料修理补片的少外部资源，操作中使用的工具、设备10层材料组成，即：中间4～7层玻璃纤维技术特点少,便于野外抢修。织片并由树脂充分浸渍，上下表面各敷光固化预浸料胶接修理技术就是（6）通用性好适用于金属和复一层保护膜，最上部敷一层滤光膜。滤光利用光敏胶固化速度快的特点，以光合材料等材质的修理。膜的作用是滤除紫外光，防止在补片尚敏胶作基体树脂，用玻璃纤

4、维作为增（7）增重少粘接修理补片属高未粘贴到位的情况下固化。待补片粘贴强材料，制成预浸料修理补片，根据修复对象的需求，选用合适的修理补片，在紫外光的辐照下而迅速固化，以达到对裂纹、孔洞、腐蚀、灼伤等损伤形式进行快速修复的方法，该方法的技术特点如下。（1）快速性修理工艺简单，操作方便，从准备、实施修理到装备投入使修理前修理后用的时间短。图1用光固化复合材料修补片修理前后对照30航空维修与工程2006/2www.aviationnow.com.cn表1铆接与光固化修补疲劳试验对比疲劳寿命裂纹扩展时的构件失效时的寿命延长率试件疲劳寿命（次）疲劳寿命（次）

5、（%）未修补试件1930028300铆接修补试件346004580061.83光固化修补试件5050062000119.08试验条件1.平均载荷:12kN2.载荷幅值:10kN3.试验频率:121.5Hz2.引发剂含量对了引发剂在组分中的合适比例。透光率的影响3.铝合金板表面处理对粘接效果的由于引发剂主影响要起引发聚合作用，金属表面的处理方式对胶黏剂的其含量过大不仅会粘接效果影响很大。金属件在胶接前，影响强度的提高，对其加工的表面不可避免地会被油脂沾补片的透光率也有污,在胶接前均应用化学溶剂或其他方较大影响。通过对不法清洗干净，不同表面处理方法对拉

6、同比例下补片的透剪强度有较大的影响。图3引发剂含量对透光率的影响光率进行测试，结果表明(见图2)，在3%修复效果评价到位，并用手挤除贴合缝处的空气后，撕～4%时，出现峰值，为检验补片的修复效果，进行了与铝下滤光膜进行固化。超过6%，透光率急剧下降。并综合考合金构件粘接的静力和疲劳试验，由测试2.补片的制备与包装虑到对强度和固化厚度的影响，确定结果可以看出，补片性能达到规定指标，将配制的特种光固化树脂，按照一表２未修补试样的疲劳裂纹扩展数据（Δa，mm）定的比例与表面进行过处理的玻璃纤维载荷循环数1#试样2#试样布，按照其工艺要求进行浸胶、铺覆，通循

7、环加载前后平均前后平均块数次数左右左右值左右左右值过加压、抽真空等处理后，用避光材料密193730000000000封包装，即可使用。218746000001.01.21.21.21.23281191.50000.42.01.82.02.02.0对修理补片相关特性的分析与4374922.53.003.02.12.52.42.53.02.6实验5468654.04.04.05.04.23.54.03.84.84.01.应力-应变特性分析6562386.05.05.06.05.54.85.04.05.54.8为了进一步了解补片受温度的影7656117.

8、57.07.08.07.46.06.55.57.06.2响情况，对固化胶膜进行了应力-应8749849.08.58.59.