[发明专利]复合材料蜂窝夹心结构的修理工艺及方法

说明书

本公开的一方面涉及复合材料蜂窝夹心结构的修理方法，该修理方法包括去除层压板上的损伤蒙皮并修整蒙皮切口至规则的几何形状；去除该蜂窝芯中的损伤芯材以形成蜂窝芯切口；将蒙皮切口上的每一层蒙皮打磨成形状与该几何形状一致的台阶；藉由填隙片和粘接工具将替换蜂窝芯安装到该蜂窝芯切口中；固化替换蜂窝芯后拆除该填隙片和该粘接工具；将与该层压板自里向外每一层蒙皮的材料及其在台阶上的几何形状和尺寸一致的铺层依次安装到该蒙皮切口上；以及固化铺层。本公开还包括其他方面。

技术领域

本申请一般涉及复合材料修理，尤其涉及航空复合材料蜂窝夹心结构的修 理工艺及方法。

背景技术

国产民用航空发动机等在运行维护过程中，由于外物撞击、雷击、维修差 错等因素不可避免会造成例如短舱(Nacelle)结构损伤，如表面划痕、凹坑、 撕裂、穿孔等形式。

发动机短舱结构约60％为复合材料蜂窝夹心结构。传统的复合材料修理工 艺需要针对单独的结构件不同的损伤类型开发特有的修理工艺，不仅浪费人力 物力，而且容易造成管理混乱。航线维修人员在开展修理工作时，需要查阅相 关技术手册以获取修理方法，这间接增加了维修时间成本，影响航空发动机运 行效率。

因此亟需形成一套航线实用性强的复合材料典型修理工艺及方法。

发明内容

本公开的一方面涉及一种复合材料蜂窝夹心结构的修理方法，所述复合材 料蜂窝夹心结构包括蜂窝芯以及附着于所述蜂窝芯的至少一侧的层压板，所述 修理方法包括：去除所述层压板上的损伤蒙皮并修整蒙皮切口至规则的几何形 状；去除所述蜂窝芯中的损伤芯材以形成蜂窝芯切口；将所述蒙皮切口上的每 一层蒙皮打磨成形状与所述几何形状一致的台阶；藉由填隙片和粘接工具将替 换蜂窝芯安装到所述蜂窝芯切口中，其中所述粘接工具用于对所述替换蜂窝芯 进行水平方向上的准确定位，并且所述填隙片用于对所述替换蜂窝芯进行垂直 方向上的准确定位；固化所述替换蜂窝芯的粘接材料后拆除所述填隙片和所述 粘接工具；将与所述层压板自里向外每一层蒙皮的材料及其在所述台阶上的几 何形状和尺寸一致的铺层依次安装到所述蒙皮切口上；以及固化所述铺层的粘 接材料。

根据一示例性实施例，该修理方法进一步包括当去除所述蜂窝芯中的损伤 芯材之后，制作所述替换蜂窝芯，包括查找所述蜂窝芯的材料和密度；以及切 割蜂窝芯材并根据所述蜂窝芯切口的尺寸和形状来加工所述替换蜂窝芯。

根据一示例性实施例，将替换蜂窝芯安装到所述蜂窝芯切口中进一步包括 确保所述替换蜂窝芯在水平方向上的粘接取向与所述复合材料蜂窝夹心结构 中的蜂窝芯的取向一致；以及依靠所述粘接工具避免所述替换蜂窝芯在水平方 向上发生移动和旋转。

根据一示例性实施例，去除所述层压板上的损伤蒙皮并修整蒙皮切口至规 则的几何形状包括以下一项或多项或其任何组合：去除所有的疏松脱落、裂纹 和分层；确保所有圆角半径大于或等于0.5英寸；确保所述蒙皮切口具有小于 或等于45°的斜角；以及确保所述蒙皮切口光滑。

根据一示例性实施例，所述复合材料蜂窝夹心结构包括单侧层压板加蜂窝 芯损伤，并且所述修理方法进一步包括当在所述蒙皮切口上将所述层压板的每 一层蒙皮打磨成形状与所述蒙皮切口的几何形状一致的台阶之后，制作粘接工 具和填隙片；或者所述复合材料蜂窝夹心结构包括所述蜂窝芯以及附着于所述 蜂窝芯的两侧的层压板，并且所述复合材料蜂窝夹心结构包括完全穿透性损伤， 并且所述修理方法进一步包括去除所述层压板上的两侧上的损伤蒙皮并分别 修整两侧的蒙皮切口至规则的几何形状，并且当在两侧的蒙皮切口上将层压板 的每一层蒙皮打磨成形状与该侧的蒙皮切口的几何形状一致的台阶之后，分别 制作两侧相应的粘接工具和填隙片。

根据一示例性实施例，所述粘接工具的外形与对应侧的蒙皮切口的几何形 状一致，并且在每边上大于所述蜂窝芯切口；并且所述粘接工具用于通过轻压 与所述替换蜂窝芯粘接并固定配合在所述蒙皮切口上以使得所述替换蜂窝芯 在水平方向上被定位。