一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法技术

本发明专利技术涉及金属结构修理技术领域，具体为一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法，包括以下步骤：制备不同厚度、不同材料体系的热塑性碳纤维复合材料层合板，为热塑性碳纤维复合材料加强盒的制造做准备；通过逆向工程软件平台获取待修理区域的形状尺寸；结合待修理区域的形状尺寸和裂纹长度选择相应的热塑性碳纤维复合材料层合板并切割至所需尺寸；针对修理区域承载特点选择机械连接或胶接的方式将热塑性碳纤维复合材料加强盒与带有裂纹的损伤结构进行连接。本发明专利技术利用热塑性碳纤维复合材料加热可软化变形的特点，通过热冲压工艺制造热塑性碳纤维复合材料加强盒取代金属加强盒。解决了现有金属加强盒增加飞机重量的问题。机重量的问题。机重量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法


[0001]本专利技术涉及金属结构修理
，具体为一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法。

技术介绍

[0002]针对飞机金属结构裂纹损伤，常采用螺钉或铆钉等紧固件将金属加强盒与损伤部位进行连接从而恢复损伤区域的承载性能。然而金属加强盒质量大，有时一架飞机可能会使用上百个加强盒，显著增加了飞机重量。
[0003]热塑性碳纤维复合材料具有密度小、耐疲劳性能和抗冲击性能好、成型周期短等优点，并且热塑性碳纤维复合材料具有加热可软化变形的特点。专利CN107571482A公开了一种热塑性碳纤维复合板材快速冲压成型工艺。该专利技术操作方便、工艺简单、能快速完成热塑性碳纤维复合材料板材的冲压成型，成型零件力学性能和表面质量都较高。但该工艺方法是为了提高复合材料生产效率，实现复合材料大规模工业化生产而专利技术的。由于缺乏复合材料加强盒修理金属损伤的相关理论研究和应用案例，行业内未考虑将该方法应用至复合材料修理金属损伤领域。
[0004]近年来随着复合材料修理金属损伤理论基础的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法，其特征在于：包括以下步骤：(一)制备不同厚度、不同材料体系的热塑性碳纤维复合材料层合板(2)，为热塑性碳纤维复合材料加强盒(4)的制造做准备；(二)通过逆向工程软件平台获取待修理区域的形状尺寸，在此基础上设计冲压模具，其中包括凸模(1)和凹模(3)；(三)结合待修理区域的形状尺寸和裂纹(5)长度选择相应的热塑性碳纤维复合材料层合板(2)并切割至所需尺寸；(四)将热塑性碳纤维复合材料层合板(2)放置在凹模(3)上，使凸模(1)表面靠近并接触热塑性碳纤维复合材料层合板(2)，以热接触的方式对热塑性碳纤维复合材料层合板(2)进行加热软化；(五)当热塑性碳纤维复合材料层合板(2)温度均匀后，启动冲压模具按照设计的速率冲压热塑性碳纤维复合材料层合板(2)，冲压完成后停止加热，待冲压件冷却至常温脱模取出，热塑性碳纤维复合材料加强盒(4)制作完成；(六)针对修理区域承载特点选择机械连接或胶接的方式将热塑性碳纤维复合材料加强盒(4)与带有裂纹(5)的损伤结构进行连接；(七)修理后，检查修理质量，恢复表面漆层。2.根据权利要求1所述的一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法，其特征在于：步骤(一)中热塑性碳纤维复合材料体系的选择遵从力学性能和疲劳性能好、抗冲击性能优异原则。3.根据权利要求1所述的一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法，其特征在于：步骤(一)中热塑性碳纤维复合材料层合板(2)上与金属结构接触的一面上铺覆一层相同材料体系的热塑性玻璃纤维。4.根据权利要求1所述的一种利用热塑性碳纤维复合材料修理金属结构裂纹的方法，其特征在于：步骤(二)中首先基于逆向工程软件平台获取待修理区域的轮廓，包括待修理区域的形状和尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪愿，张平，孙运刚，于佳利，刘金生，宣善勇，符彬，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：