RU2039655C1 - Method of reconditioning the highly charged three-layer structures made of composite material - Google Patents
Method of reconditioning the highly charged three-layer structures made of composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039655C1 RU2039655C1 SU5046843A RU2039655C1 RU 2039655 C1 RU2039655 C1 RU 2039655C1 SU 5046843 A SU5046843 A SU 5046843A RU 2039655 C1 RU2039655 C1 RU 2039655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- overlapping
- sheathing
- vacuum
- lubricated
- layer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области ремонта трехслойных композиционных материалов склеиванием и преимущественно может быть использовано при ремонте конструкций, применяемых в авиации, судостроении и химическом машиностроении. The invention relates to the field of repair of three-layer composite materials by gluing and can mainly be used in the repair of structures used in aviation, shipbuilding and chemical engineering.
В настоящее время большинство трехслойных конструкций выполняется цельноклеенными и неразъемными, например детали самолетов, баллоны, баки и т.д. Это позволяет уменьшить количество подкрепляющих элементов в конструкции без снижения прочности, что улучшает внешние обводы и уменьшает трудоемкость изготовления. В то же время в значительной степени затрудняется выполнение ремонтных работ на трехслойных композиционных конструкциях, имеющих сквозные дефекты. Вследствие неразборности ремонт таких конструкций возможен только с односторонним подходом к дефектному участку. Currently, most three-layer structures are made of one-piece and one-piece, for example, aircraft parts, cylinders, tanks, etc. This allows you to reduce the number of reinforcing elements in the structure without compromising strength, which improves external contours and reduces the complexity of manufacturing. At the same time, repair work on three-layer composite structures having through defects is significantly impeded. Due to inseparability, repair of such structures is possible only with a one-sided approach to the defective area.
Известен способ ремонта стеклопластика заполнением полости дефекта связующим. Однако за счет гидравлического сопротивления не происходит полного заполнения полости дефекта связующим, в результате чего остаются газовые включения. Связующее, взятое в больших объемах, обладает резко выраженными экзотермическими свойствами и возникающие термические напряжения могут вызвать интенсивное растрескивание, а также повредить прилегающие участки конструкции. A known method of repairing fiberglass filling the cavity of the defect with a binder. However, due to hydraulic resistance, the defect cavity is not completely filled with a binder, as a result of which gas inclusions remain. The binder, taken in large volumes, has pronounced exothermic properties and the resulting thermal stresses can cause intense cracking, as well as damage adjacent sections of the structure.
Известен способ ремонта слоистых изделий из стеклопластика, отличающийся от предыдущего тем, что перед введением связующего в полость дефекта засыпают мелкодисперсные гранулы пенополистирола. Оба эти способа не предназначены для ремонта сквозных повреждений и не позволяют восстанавливать обшивки трехслойных конструкций. A known method of repairing fiberglass laminated products, different from the previous one in that before the introduction of the binder into the cavity of the defect, finely dispersed polystyrene foam granules are poured. Both of these methods are not intended to repair end-to-end damage and do not allow restoration of the skin of three-layer structures.
Известен способ ремонта трехслойных конструкций вклеиванием на место дефекта предварительно отформованного участка. Использование этого способа ремонта требует двухстороннего подхода к месту ремонта, вследствие наличия зазоров не обеспечивает точную подгонку деталей, возможен только в условиях промышленного предприятия. A known method of repairing three-layer structures by gluing in place of a defect in a preformed section. The use of this repair method requires a two-sided approach to the place of repair, due to the presence of gaps it does not provide accurate fitting of parts, it is possible only in an industrial enterprise.
Известен способ ремонта трехслойных панелей встык с постановкой пробок, обмотанных пропитанной клеем лентой [1]
Этот способ также требует двухстороннего подхода к месту ремонта, при ремонте встык позволяет соединять только разделенные на части детали, при ремонте постановкой пробки не обеспечивает качественной подгонки деталей, что снижает прочность соединения и не позволяет восстановить обводы поверхности.A known method of repairing three-layer panels end-to-end with the setting of plugs wrapped in adhesive-impregnated tape [1]
This method also requires a two-sided approach to the place of repair, when repairing end-to-end it allows you to connect only parts that are divided into parts, while repairing with a cork, it does not provide high-quality fitting of parts, which reduces the strength of the connection and does not allow to restore surface contours.
Известен способ ремонта несквозных повреждений трехслойных панелей вклейкой заполнителя и наружной накладки внахлест [2] Этим способом можно ремонтировать только несквозные повреждения трехслойных панелей типа вмятин, забоин, порезов, кроме того, выполнение только внешней ремонтной накладки нарушает симметричную передачу нагрузки трехслойной панелью, что снижает прочность отремонтированной конструкции. There is a method of repairing permanent damage to three-layer panels by gluing filler and an external overlap [2] In this way, only non-through damage to three-layer panels such as dents, nicks, cuts can be repaired, in addition, performing only an external repair lining violates the symmetrical transfer of load by a three-layer panel, which reduces strength refurbished construction.
Известен также способ ремонта трехслойных конструкций из композиционного материала, включающий последовательно осуществляемые для верхней и нижней обшивок приемы изготовления, выкладки и отверждения наружных ремонтных накладок с помощью соединенного с вакуумной системой и образующего над этими накладками полость элемента [3]
В данном способе также при ремонте высоконагруженных трехслойных конструкций необходима постановка внутренней, заполнительной и внешней ремонтных накладок на каждую несущую обшивку трехслойной панели.There is also a known method of repairing three-layer structures made of composite material, which includes the methods of manufacturing, laying out and curing external repair plates using the element connected over the vacuum system and forming a cavity above these plates [3]
In this method, also when repairing highly loaded three-layer structures, it is necessary to set internal, filling and external repair overlays for each supporting skin of the three-layer panel.
Для решения данной задачи в предлагаемом способе ремонта высоконагруженных трехслойных конструкций из композиционного материала, включающем последовательно осуществляемые для верхней и нижней обшивок приемы изготовления, выкладки и отверждения наружных ремонтных накладок с помощью соединенного с вакуумной системой и образующего над этими накладками полость элемента, дополнительно вводят внутренние ремонтные накладки для внешней и нижней обшивок, соединяемые с наружными накладками в процессе их вакуумирования. Кроме того, образующий над ремонтной накладкой нижней обшивки полость и соединенный с вакуумной системой элемент образован в виде склеенных между собой кольца и диска из герметичного материала. To solve this problem, in the proposed method for repairing highly loaded three-layer structures made of composite material, which includes the methods of manufacturing, laying out and curing external repair plates using the element connected above the vacuum system and forming a cavity over these plates, additionally introduce internal repair overlays for external and lower coverings connected to external overlays in the process of their evacuation. In addition, the cavity forming above the repair lining of the lower skin and connected to the vacuum system is formed in the form of rings and a disk of sealed materials glued together.
На фиг. 1 показан дефектный участок трехслойной конструкции; на фиг. 2 обработка дефектного участка; на фиг. 3 вырезка кольцевой и круглой заготовок; на фиг. 4 склеивание вакуумного мешка; на фиг. 5 приклеивание вакуумного мешка к нижней обшивке; на фиг. 6 приклеивание внешней накладки к нижней обшивке; на фиг. 7 изготовление внутренней накладки верхней обшивки; на фиг. 8 приклеивание и отверждение накладок и вспенивающейся композиции с помощью вакуумного мешка; на фиг. 9 изготовленное ремонтное соединение. In FIG. 1 shows a defective portion of a three-layer structure; in FIG. 2 processing of the defective area; in FIG. 3 cutting ring and round blanks; in FIG. 4 gluing a vacuum bag; in FIG. 5 gluing the vacuum bag to the lower skin; in FIG. 6 gluing the outer lining to the lower skin; in FIG. 7 manufacture of the inner lining of the upper skin; in FIG. 8 bonding and curing the pads and the foamable composition using a vacuum bag; in FIG. 9 manufactured repair connection.
Данный способ ремонта целесообразно выполнять для восстановления высоконагруженных трехслойных композиционных конструкций при наличии сквозных повреждений диаметром свыше 30 мм, имеющих верхнюю обшивку 1, заполнитель 2 и нижнюю обшивку 3. При наличии сквозного повреждения трехслойной композиционной конструкции (фиг. 1) дефектный участок вырезают цилиндрической фрезой или центробором (фиг. 2), отверстие в верхней несущей обшивке 1 вырезают диаметром на 24 мм большим, чем отверстие в нижней несущей обшивке 3. Кромки отверстий в обшивках 1 и 3 обрабатывают коническим наждачным кругом на "ус" с углом скоса кромок 35-45о. В слое заполнителя 2 (фиг. 2), под верхней обшивкой 1, фрезеруют паз для внутренней ремонтной накладки, для чего зубья фрезы затачивают под углом (при виде сбоку), равным выбранному углу скоса кромок, а фрезу укрепляют на валу в патроне пневмо- или электродрели. Для соблюдения необходимой глубины паза и исключения повреждения поверхностей применяют размерные и ограничительные шайбы. Из прорезиненной ткани вырезают кольцевую 4 и круглую 5 заготовки (фиг. 3) и склеивают их резиновым клеем таким образом, чтобы у кольца 4 оставался свободный неприклеенный край (фиг. 4). Внутренний диаметр кольца 4 должен быть на 35-40 мм больше диаметра отверстия в нижней обшивке. Верхнюю поверхность кольца 4 смазывают быстросохнущим клеем (типа "Момент") и заводят изготовленную деталь внутрь отверстия в нижней обшивке 3 (фиг. 2). С помощью Г-образной лопатки кольцо 4 со стороны свободного неприклеенного края прижимают к нижней обшивке 3, и оно приклеивается к обшивке 3, образуя вакуумный мешок, на который укладывают слой 6 пористой ткани (типа мешковины) и заготовку внешней ремонтной накладки 7 для нижней обшивки 3. Слой 6 способствует удалению воздуха из складок при вакуумировании. Заготовка накладки 7 представляет собой пакет, набранный из слоев композита, смазанных эпоксидным клеем и ориентированных в соответствии с ориентацией композиционных слоев нижней обшивки 3. В центре заготовки накладки выполняют отверстие диаметром 8 мм для откачки воздуха из вакуумного мешка при вакуумировании. Заготовку накладки с помощью пинцета укладывают на слое 6 по меткам на обшивке 3. В отверстие, выполненное в трехслойной конструкции, устанавливают технологическую пробку, состоящую из головки 8 (фиг. 6) и удлинительной трубки 9, которые соединяют между собой с помощью резьбового соединения, что позволяет изменять высоту пробки в зависимости от толщины трехслойной панели. Сверху устанавливают технологическую накладку 10 со штуцером 11, который соединяется с вакуумным насосом (не показан). Торцовую поверхность технологической накладки 10 покрывают герметиком или герметизирующей липкой лентой 12.This repair method is expediently performed to restore highly loaded three-layer composite structures in the presence of through damage with a diameter of more than 30 mm, having an
После включения вакуумного насоса и нагревателя (не показаны) происходит прижатие накладки 7 к приклеиваемой поверхности обшивки 3 с давлением 0,08-0,09 МПа. Одновременно производят плавный нагрев ремонтного участка со скоростью 1-3оС/мин до температуры отверждения накладки, выдержку при этой температуре в течение 1,5-2 ч и плавное охлаждение со скоростью 1-3оС/мин. Ремонтный участок охлаждается до температуры 60-80оС под давлением вакуума и затем распрессовывается. Температура отверждения зависит от материала слоя заполнителя трехслойной конструкции и марки применяемого клея. Если заполнитель выполнен из пенопласта, температура отверждения равна 85-100оС, для заполнителя, выполненного из металлической фольги 120-150оС. Такой режим термообработки сводит к минимуму величину остаточных напряжений в клеевом слое и позволяет получать максимально прочные клеевые соединения. Для исключения приклеивания поверхности головки технологической пробки, ее покрывают разделительным лаком полиизобутиленом или водным раствором мыла. По окончании процесса отверждения накладки 7, технологическую пробку и технологическую накладку удаляют. Изготавливают внутреннюю накладку для верхней обшивки как показано на фиг. 7. Для этого выкладывают композитные слои, смазанные эпоксидным клеем, в соответствии с ориентацией слоев верхней обшивки и затем проводят отверждение накладки либо вырезают накладку из аналогичной дефектной детали. После этого выкладывают смазанные эпоксидным клеем слои заполнительной накладки 12 (фиг. 8) и внутренней накладки 13 нижней обшивки 3. Выкладка слоев накладок выполняется в соответствии с ориентацией композитных слоев нижней обшивки 3. На накладку 13 заливают вспенивающуюся клеевую композицию (типа ВКВ или другую) 14, которая после отверждения служит заполнительным слоем трехслойной конструкции. Во фрезерованный паз вводят смазанную эпоксидным клеем внутреннюю накладку 15 верхней обшивки 1. Заполнительную 16, внешнюю 17 накладки верхней обшивки 1 выкладывают так же, как это выполняют для нижней обшивки 3. Сверху укладывают вакуумный мешок, конструкция которого состоит из следующих элементов: пористой (перфорированной) пленки 18, через которую выдавливаются излишки клея, многослойного (поглощающего клей) слоя 19, непроницаемой изолирующей пленки 20, двух листов силиконовой термостойкой резины 21, электрогрелки 22, вакуумного мешка 23, датчика температуры 24, манометра 25, установленного на трубопроводе, ведущем к вакуумному насосу. Вакуумный мешок изолируется герметизирующей липкой лентой 26. Затем проводят вакуумирование и отверждение накладок и вспенивающейся композиции по режиму, приведенному выше, после чего вакуумный мешок разбирают. Мешок 5 (фиг. 9) остается в конструкции, что не влияет на прочность вследствие малого веса детали.After turning on the vacuum pump and heater (not shown), the
Данный способ обеспечивает получение трехслойных конструкций с высокими механическими характеристиками и позволяет осуществить его более технологично. This method provides three-layer structures with high mechanical characteristics and allows it to be carried out more technologically.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5046843 RU2039655C1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Method of reconditioning the highly charged three-layer structures made of composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5046843 RU2039655C1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Method of reconditioning the highly charged three-layer structures made of composite material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2039655C1 true RU2039655C1 (en) | 1995-07-20 |
Family
ID=21606580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5046843 RU2039655C1 (en) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Method of reconditioning the highly charged three-layer structures made of composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2039655C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104555147A (en) * | 2015-01-06 | 2015-04-29 | 北京力强基业工程技术有限公司 | Method for repairing floating roof tank through composite material |
RU2664620C1 (en) * | 2017-10-20 | 2018-08-21 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Polymer composite materials three-layer panels repairing method |
RU2740214C1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-01-12 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method of repairing articles from polymer composite materials |
CN114211784A (en) * | 2021-12-13 | 2022-03-22 | 中国人民解放军陆军航空兵学院 | Helicopter skin bullet hole repairing process |
CN115042458A (en) * | 2022-06-22 | 2022-09-13 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | Glue joint repairing process for composite material component of airplane box section structure |
RU2798925C2 (en) * | 2019-02-18 | 2023-06-28 | Сафран Эркрафт Энджинз | Repair or process restoration of a part from composite material with three-dimensional weaving fibrous reinforcing filler |
-
1992
- 1992-03-16 RU SU5046843 patent/RU2039655C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1399178, кл. B 32B 3/12, 1988 * |
2. Патент Австрии N 0263094, кл. B 32B 35/00, 1988. * |
3. Хьюз Л.Э. Ремонт композиционных конструкций, используемых в гондолах, реактивных двигателей гражданских самолетов. /Статья в сб. Technical Paper Series N 841565, 1984, Long Beach, California, USA / Всесоюзный центр переводов, 85/49573, N перевода Л-23783, 1985 /прототип/. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104555147A (en) * | 2015-01-06 | 2015-04-29 | 北京力强基业工程技术有限公司 | Method for repairing floating roof tank through composite material |
RU2664620C1 (en) * | 2017-10-20 | 2018-08-21 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Polymer composite materials three-layer panels repairing method |
RU2798925C2 (en) * | 2019-02-18 | 2023-06-28 | Сафран Эркрафт Энджинз | Repair or process restoration of a part from composite material with three-dimensional weaving fibrous reinforcing filler |
RU2740214C1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-01-12 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method of repairing articles from polymer composite materials |
CN114211784A (en) * | 2021-12-13 | 2022-03-22 | 中国人民解放军陆军航空兵学院 | Helicopter skin bullet hole repairing process |
CN114211784B (en) * | 2021-12-13 | 2024-05-28 | 中国人民解放军陆军航空兵学院 | Helicopter skin bullet hole repairing process |
CN115042458A (en) * | 2022-06-22 | 2022-09-13 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | Glue joint repairing process for composite material component of airplane box section structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6149749A (en) | Repair of composite laminates | |
CN107328316B (en) | Preparation method of aerospace projectile body heat-proof structure | |
US11123899B2 (en) | Method for seaming multi-sectional composite tooling | |
EP2569142B1 (en) | Method of making a composite sandwich structure | |
BRPI0618167A2 (en) | process and device for treating and consolidating stone blocks and slabs | |
CN110542000A (en) | in-service pipeline prepreg repair construction method | |
RU2039655C1 (en) | Method of reconditioning the highly charged three-layer structures made of composite material | |
CN111674057A (en) | Forming method of heat insulation preventing layer of cabin section | |
CN114801237B (en) | Forming method of full-height edge-covering sandwich composite material workpiece | |
CN107289234B (en) | Repairing structure and repairing method for anticorrosive and heat-insulating layer of heat-insulating pipeline | |
CN112743880B (en) | Repairing method for large-area damage of honeycomb sandwich structural member | |
US9545774B1 (en) | Reworking ceramic sandwich structures | |
KR101188769B1 (en) | A Method for Improving Bonding Property Between Rubber and Epoxy-Composite | |
US5738741A (en) | Pre-fabricated vacuum bag and vacuum bag process to externally reinforce structural members with advanced composites | |
US3830666A (en) | Insulation application | |
US9579855B2 (en) | Secondary groove for work piece retention during machining | |
US4185557A (en) | Stress reducing liner and method of fabrication | |
CN112223781B (en) | Method for sticking heat-insulating layer of large-diameter and large-thickness end socket of fiber-wound shell of solid rocket engine | |
CN113415005B (en) | Outfield repairing method for debonding and breaking of honeycomb in composite material | |
CN112223793B (en) | Method for repairing delamination defect of fiber winding engine shell interface | |
CN1176794C (en) | Inflated rubber core mold, special mold and making process | |
JPS6015391B2 (en) | How to apply a layer of polyurethane foam to a cut or ground surface of polyurethane foam | |
CN113942657B (en) | Repair method for rear edge and tip rear edge of composite blade | |
Lauder | Manufacture of rocket motor cases using advanced filament winding processes | |
CN114888521B (en) | Composite metal fatigue crack inhibition method |