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1、44玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术2011年1月玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术1,2113蔡建丽,余欢,王云英,熊林冬(1南昌航空大学,南昌330063;2北京航空材料研究院先进复合材料国防重点实验室,北京100095;3洪都航空工业集团公司,南昌330024)摘要:主要研究低压成型玻璃钢及其蜂窝夹层结构制品中常见缺陷(板芯脱胶,蒙皮分层)的修补技术。制备了SC13基体/玻璃布低压成型玻璃钢蜂窝夹层结构制品中常见的板芯脱胶与蒙皮分层2种缺陷试样,分别用树脂注射法和贴补法对缺陷进
2、行修补,对3种试样(含缺陷试样、无缺陷试样和缺陷修补试样)进行了检测,测试了试样的弯曲强度,分析了修补方法和所用材料的合理性、修补技术的可行性。研究结果证实,采用铁锚204与无碱布60制备的胶膜贴补修补板芯脱胶、采用J153低粘度环氧胶黏剂注射修补蒙皮分层均有效,且修补工艺方法简单,修补后剪切强度恢复率与弯曲强度恢复率均较高,达80%以上。关键词:玻璃钢;蜂窝夹层结构;缺陷;贴补法修补;强度恢复率中图分类号:TQ327.1文献标识码:A文章编号:1003-0999(2011)01-0044-0
3、41引言2实验近年来蜂窝夹层结构件以其轻质、高强等一系21原料及设备列优点己在航空航天中得到了广泛应用,然而此类改性酚醛树脂:SC13,天津合成材料工业研究结构件在制造和使用过程中易出现各类缺陷,如蜂所;缩醛树脂:铁锚204,上海新光化工有限公司;平窝芯塌陷、板芯脱胶、面板分层等,如果继续使用,纹无碱布60(厚度006mm),上海玻璃纤维厂;平纹缺陷范围将会不断扩大,因此对其修补工艺技术的热强布290(厚度为029mm),沈阳玻璃纤维厂;低[1]粘度环氧胶:J153,黑龙江省石油化
4、学研究院;蜂窝研究成为焦点。自70年代初国内外就有许多关结构(厚度为20mm):NOMEX,成都飞机工业(集于蜂窝夹层结构复合材料修补工艺技术研究与应用[2~9]团)公司提供。的报道。最新资料表明,航空先进复合材料的热鼓风干燥箱:101A2,上海实验仪器厂有限缺陷修补技术已由原来用于军用飞机的修复发展到公司;万能制样机:HYW,承德实验机有限责任公民用飞机的修复。同时,英国和法国开展了相应的[9][10]司;台式电子拉力实验机:LDT型,承德实验机有研究工作。国外已形成了一个较完整的体系:限责任公司;铣
5、钻床:XZS4025,安徽黄山台钻有修补设备与工具已成套;适用于不同环境条件下复限公司。合材料构件修补用树脂体系和胶黏剂已有商品出22制备工艺售;各类复合材料结构修补的标准及手册已成文件。221无缺陷试样的制备[1~8]而国内虽有很多这方面的研究报道,但航空制以平纹热强布290为增强材料,SC13胶黏剂造企业还没有系统的玻璃钢制品缺陷修补工艺文为基体进行蜂窝上下蒙皮的手糊成型,在相对湿度件,因此开展此方面研究具有一定的应用价值。75%,温度18~35条件下晾置3h,上下蒙皮需模拟蜂窝夹层结
6、构件在低压成型中可能存在的2用的规格为200mm,数量各5层,无缺陷蜂窝芯12板芯脱胶与蒙皮分层2种典型缺陷,采用与实际产块,规格为200mm,按每个蒙皮需用(140!2)g的品相同的材料制备了3种试样(含缺陷试样、无缺陷耗胶量准备好所需的SC13胶黏剂。试样和缺陷修补试样),并针对缺陷开展了树脂注射222板芯脱胶缺陷试样的制备法、贴补法等修补技术研究。在平整的工作台上,放一张光滑平整的厚度为收稿日期:20100415基金项目:南昌航空大学研究生科技创新基金(100150315010)作者简
7、介:蔡建丽(1987),女,硕士研究生,主要从事聚合物基复合材料的研究。FRP/CM2011No12011年第1期玻璃钢/复合材料4520mm的钢板作为均压板,把平纹无碱布60作为脱脱模布盖好修补区。把试样放入烘箱中,在60条模布放在钢板上。用热强布290与SC13进行蜂窝件下固化2h或80条件下固化1h,升温速率为2~下蒙皮的手糊成型。成型上蒙皮时,贫胶部位对齐5/min。试样也可在室温固化,24h后达到足够强[11]地铺放第1、2层贫胶预浸布(贫胶预浸布的制备见度,5~7d后达到最佳固化状
8、态。223节),其他3层为含胶量均匀的预浸布。再把242蒙皮分层缺陷的修补平纹无碱布60作为脱模布铺放在上蒙皮上,用钢板铣钻床将缺陷区域制成阶梯状,锥面(阶梯)打压住。2块钢条夹住钢板并用4个G形夹夹紧,放磨铺层边缘,丙酮清洗、干燥修补区域。分别以缺陷入烘箱,在125下保温10min后,均匀施力旋紧所中点为中心,以14mm、13mm、12mm、11mm、10mm有G形夹,再以2~3/min升至170并
