第十三章 結構可修理性設計
第一節 復合材料結構可修理性設計
結構修理與結構材料、設計準則、結構形式、結構承載和功能等諸多因素密切相關。其中，決定性因素是結構所用材料和結構設計準則。
一、結構修理的一般要求
飛機結構，不分金屬結構還是復合材料結構，對結構修理的一般要求：
滿足結構強度、穩定性要求，即恢復結構的承載能力，在壓剪載荷下不失穩；
"滿足結構剛度要求（包括撓度變形、氣彈特性和載荷分布及傳載路線等）；
滿足耐久性要求（包括疲勞、腐蝕、環境影響等諸方面）；
恢復使用功能（包括燃油系統密封、雷擊防護、隱身功能等）；
%修理增重小；操縱面等動部件滿足質量平衡要求；
&氣動外形變化要小，即保證原結構表面光滑完整；
’修理所用時間要短，以滿足使用需要；
(修理費用成本要低。
即要求結構修理后對軍機結構恢復達到結構完整性要求，對民機結構恢復達到
適航要求。理論上講經修理的結構應該恢復到能承受設計載荷，實際上，對復合材料
結構強度、剛度一般能恢復到原結構的 " % &。飛機結構的損傷，根據損傷程度和損傷部位的重要性，可分為三類： 允許的損傷這類損傷不影響部件結構完整性和使用功能，可以暫時不修理，但
必須在規定的時間或飛行起落期限內進行永久性修理。
"可修理的損傷這類損傷對部件的結構完整性和使用功能有輕微的影響，并且會降低壽命，必須立即進行修理。如果一時無法進行永久性修理，可以先進行臨時性修理，然后在規定的時間期限內再改換成永久性修理。
不可修理的損傷這類損傷對部件的結構完整性和使用功能有較大的影響，并且會明顯降低壽命，應更換零件。 •’(’•
結構損傷尺度與結構修理范圍關系，見圖 " "。
圖 " "結構損傷尺度與結構修理范圍關系示意圖
結構修理首先要確定損傷區范圍。在確定部件的損傷范圍時，通常遵循以下原
則： 通常把靠得非常近的兩個或兩個以上損傷區看作一個損傷區。 "如果靠得非常近的兩個損傷區跨越兩個不同的修理區域，則一般把它們看作
一個損傷區，并且，按照其中要求比較高的修理區域的要求進行處理。 如果一個損傷區跨越兩個修理區域，則應該按照其中要求比較嚴格的修理區域的規定進行處理。至于修理方法的選擇則取決于結構修理需求，以及可能提供的修理條件（分析能力、修理經驗和修理材料、設備等）。
二、復合材料結構修理特點
（）復合材料結構缺陷 %損傷復合材料結構使用缺陷 %損傷大多由外來物沖擊或惡劣環境因素造成的，形式多
種多樣。屬于結構修理的缺陷 %損傷形式，主要有： 表面劃傷（含表面保護層損傷）； "分層； 沖擊損傷； 蜂窩夾層結構損傷； %雷擊損傷； &離散源損傷及彈擊損傷； ’鳥撞損傷。復合材料多種損傷形式，要求相對應的無損檢查手段，常用的無損檢測方法有： 目視檢查法檢查損傷位置、損傷面積和損傷程度； "敲擊法檢查和確定脫膠和分層的范圍； 超聲法檢查和確定脫膠和分層的范圍，確定內部結構的位置； 軟 &射線法檢查和確定內部結構的損傷程度、潮氣進入和污染的程度等。
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（）復合材料缺陷 "損傷修理方法
碳纖維復合材料典型結構的修理方法，可以分為兩類：非補片修理方法和補片修理方法。表 —列出了各種修理方法及其適用范圍。隨著新膠粘劑和新工藝的發展，修理的工藝過程也會有所變化，表中方法僅供參考。
表 %&復合材料缺陷 "損傷修理方法
修理方法 適用范圍
非補片修理 樹脂注射法混合物注射法 ..熱處理法表面涂層法抽釘法 孔隙、小的分層、小的脫膠等小的凹陷、蜂窩蒙皮的損傷、蜂窩芯子的損傷除濕、干燥，去除蜂窩結構中的潮氣密封、恢復表面保護層層合板內部的分層
補片修理 外搭接補片膠接法（貼補）外搭接補片螺接法（貼補）補片楔形膠接法（挖補） 可以修理 ’層的蒙皮，適用于外場修理可以修理 () * ))層厚、損傷區直徑 ))++的蒙皮，適用于外場修理（臨時性修理）可以修理 ’ * ))層厚、損傷區直徑 ))++的蒙皮，不適用于外場修理
（）復合材料結構修理特點
損傷切斷的纖維主要靠補片（貼補或挖補）來恢復纖維的連續承載能力。纖維是復合材料承載的主體，損傷切斷的纖維，修理不可能將其重新接上。損傷應靠外搭接補片貼補或補片楔形斜削對接挖補，來恢復纖維的連續承載能力。這是復合材料修理與金屬修理本質區別的主要之處。
"補片品種多。補片有金屬鈦板、鋁板；層合板、預浸料板等。
補片采用機械連接固定，必須在結構設計規定允許時方可采納。復合材料對孔應力集中敏感，損傷區周邊制孔（一般為直徑 ’++的孔）有時會引起結構承載能力下降或新的損傷。
補片固化或二次固化或膠接等工藝需要配套輔助材料和相關修理設備。 %修理所用樹脂、預浸料等修補材料要求一定貯運條件，使用期和貯存期。 &設計沒有考慮修理的部位，決不可輕意維修。
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