本发明专利技术涉及复合材料结构修复技术领域，具体为一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置及方法，增压修补装置包括增压设备、硅橡胶模具、真空设备以及加热设备；所述增压设备包括控制仪、位于受创区域上方的压盘、位于受创区域与压盘之间的固定垫、设置在压盘下方的气囊；所述真空设备包括真空泵、覆盖在受创区域上的真空袋、与真空袋内部贴合的透气毡、位于真空袋内部的隔离膜；加热设备包括温控仪、设置在透气毡与隔离膜之间的柔性加热模块。本发明专利技术利用增压设备可实现加压固化，能够减小补片与受创区域的缝隙，提高贴合度；此外还能提高胶接修理胶黏剂的湿润性、渗透性和扩散性，可排除气体，使胶层与被粘物接独紧密，防止空洞和分散。和分散。和分散。
【技术实现步骤摘要】
一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置及方法
[0001]本专利技术涉及复合材料结构修复
，具体为一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置及方法。
技术介绍
[0002]复合材料因其优异的性能，被广泛应用于航空航天领域。其中，密度小、比模量高和比强度大的纤维增强复合材料应用最为广泛。飞机蒙皮在服役过程中会因为受到各类弹头的冲击而出现穿透性损伤，有时需要满足快速抢修的需求。传统的维修方法多为使用与蒙皮相同材质的铝合金补片进行机械连接或者焊接维修等，这种方法对于小尺寸、局部穿透性损伤具有较好的修复效果，但通过螺栓或者铆钉的连接进行修复会产生孔隙，从而导致材料的抗疲劳性能变差。随着复合材料的快速发展，将复合材料补片直接胶接在飞机蒙皮受损区域的修补技术可以缩短修理时限。尤其当损伤尺寸扩大到30厘米以上，考虑到需要兼顾快速修复的要求，采用纤维增强复合材料补片可以在大大缩减维修时间的同时，保证维修质量。在复杂曲率下修补飞机蒙皮受创区域的一大难点是如何快速获得具有与损伤区域相同曲率的模具并以此为基础开展复合材料补片与飞机蒙皮受创区域的精确贴合。传统方式采用真空袋使补片与受创区域贴合，压力低，贴合效果不佳。现有人提出用增压仪与真空袋配合使用，完成复合材料补片与飞机蒙皮受创区域的贴合，但该方法仅能在小曲率条件下完成增压修补，无法满足复杂曲率特别是大曲率下补片与受创区域的精确贴合。故提出一种适用于飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置。
技术实现思路
[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置及方法。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005]一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，包括增压设备、硅橡胶模具、真空设备以及加热设备；
[0006]所述增压设备包括控制仪、位于受创区域上方的压盘、位于受创区域与压盘之间的固定垫、设置在压盘下方的气囊，固定垫与压盘之间通过螺杆连接，固定垫通过第一真空管路与控制仪连接，压盘与气囊之间设置有第二真空管路，第二真空管路一端位于气囊内部，另一端从压盘伸出连接有压缩空气管并与控制仪连接；
[0007]所述真空设备包括真空泵、覆盖在受创区域上的真空袋、与真空袋内部贴合的透气毡、位于真空袋内部的隔离膜，真空袋侧边设置有第二真空嘴，第二真空嘴通过第四真空管路与真空泵连接；
[0008]硅橡胶模具位于气囊下方，与真空袋贴合，硅橡胶模具的侧面设置有第一真空嘴，第一真空嘴通过第三真空管路与真空泵连接；
[0009]加热设备包括温控仪、设置在透气毡与隔离膜之间的柔性加热模块，柔性加热模
块通过热电偶与温控仪连接。
[0010]优选的，硅橡胶模具由耐高温硅橡胶袋、填充在耐高温硅橡胶袋内部的耐高温颗粒组成。
[0011]优选的，耐高温硅橡胶袋的面材包括但不限于苯撑硅橡胶、腈硅橡胶或氟硅橡胶。
[0012]优选的，耐高温颗粒的粒径为10
‑
400μm，包括但不限于硅酸铝颗粒、碳化硅颗粒、碳化硼颗粒。
[0013]优选的，复合材料补片为连续碳纤维增强树脂基复合材料。
[0014]一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置的修补方法，应用一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，包括以下步骤：
[0015]步骤(一)预先打磨受创区域，然后使用无绒抹布和三氯乙烷溶液清洗；
[0016]步骤(二)根据受创区域的形状，选择复合材料补片的类型及硅橡胶模具的尺寸并逐层铺贴复合材料补片；
[0017]步骤(三)在复合材料补片上依次铺放隔离膜、柔性加热模块、透气毡、真空袋；
[0018]步骤(四)打开真空泵，将真空袋内部抽至真空并将硅橡胶模具抽真空至所需真空度；
[0019]步骤(五)在真空袋上方放置增压设备；
[0020]步骤(六)打开加热设备，按照固化工艺完成修复。
[0021]优选的，步骤(二)中若受创区域为孔洞、凹坑类圆形，则选择圆形的复合材料补片，圆形的复合材料补片的半径尺寸应超出受创区域的最大长度30mm；若受创区域为划伤造成的狭长形，则选择矩形的复合材料补片，矩形的复合材料补片的长、宽应超出受创区域的最小尺寸30mm。
[0022]优选的，步骤(二)中硅橡胶模具可修补的受创区域最大尺寸不超过40cm。
[0023]优选的，步骤(二)中硅橡胶模具的长、宽尺寸相同，若受创区域夹角处于90
°
至150
°
之间，则硅橡胶模具的尺寸包括15cm、25cm、35cm和45cm，若受创区域夹角小于等于90
°
，硅橡胶模具的尺寸为45cm。
[0024]优选的，步骤(四)中硅橡胶模具的真空度取决于受创区域的夹角角度，若受创区域的夹角小于等于90
°
，则硅橡胶模具的真空度为：受创区域的夹角
×
α+0.11，α取值为
‑
0.0003，α为安全系数；若受创区域的夹角处于90
°
至150
°
之间，则硅橡胶模具的真空度为：受创区域的夹角
×
α+0.098，α取值为
‑
0.0002，α为安全系数。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术利用增压设备可实现加压固化，能够减小补片与受创区域的缝隙，提高贴合度；此外还能提高胶接修理胶黏剂的湿润性、渗透性和扩散性，可排除气体，使胶层与被粘物接独紧密，防止空洞和分散，胶层厚度更均匀，从而提高界面粘接水平，改善修补效果；同时，设备简单便携，适用于飞机机身快速抢修。
附图说明
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：
[0028]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术真空袋内部结构局部放大示意图。
[0030]图中：1、固定垫；2、压盘；3、螺杆；4、第一真空管路；5、气囊；6、第二真空管路；7、压缩空气管；8、硅橡胶模具；9、第一真空嘴；10、第三真空管路；11、第四真空管路；12、真空泵；13、控制仪；14、温控仪；15、热电偶；16、第二真空嘴；17、受创区域；18、复合材料补片；19、隔离膜；20、柔性加热模块；21、透气毡；22、真空袋。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本专利技术进一步阐述。
[0032]如图1至图2所示，一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，包括增压设备、硅橡胶模具8、真空设备以及加热设备；
[0033]所述增压设备包括控制仪13、位于受创区域17上方的压盘2、位于受创区域17与压盘2之间的固定垫1、设置在压盘2下方的气囊5，固定垫1与压盘2之间通过螺杆3连接，固定垫1通过第一真空管路4与控制仪13连接，压盘2与气囊5之间设置有第二真空管路6，第二真空管路6一端位于气囊5内部，另一端从本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，其特征在于：包括增压设备、硅橡胶模具(8)、真空设备以及加热设备；所述增压设备包括控制仪(13)、位于受创区域(17)上方的压盘(2)、位于受创区域(17)与压盘(2)之间的固定垫(1)、设置在压盘(2)下方的气囊(5)，固定垫(1)与压盘(2)之间通过螺杆(3)连接，固定垫(1)通过第一真空管路(4)与控制仪(13)连接，压盘(2)与气囊(5)之间设置有第二真空管路(6)，第二真空管路(6)一端位于气囊(5)内部，另一端从压盘(2)伸出连接有压缩空气管(7)并与控制仪(13)连接；所述真空设备包括真空泵(12)、覆盖在受创区域(17)上的真空袋(22)、与真空袋(22)内部贴合的透气毡(21)、位于真空袋(22)内部的隔离膜(19)，真空袋(22)侧边设置有第二真空嘴(16)，第二真空嘴(16)通过第四真空管路(11)与真空泵(12)连接；硅橡胶模具(8)位于气囊(5)下方，与真空袋(22)贴合，硅橡胶模具(8)的侧面设置有第一真空嘴(9)，第一真空嘴(9)通过第三真空管路(10)与真空泵(12)连接；加热设备包括温控仪(14)、设置在透气毡(21)与隔离膜(19)之间的柔性加热模块(20)，柔性加热模块(20)通过热电偶(15)与温控仪(14)连接。2.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，其特征在于：硅橡胶模具(8)由耐高温硅橡胶袋、填充在耐高温硅橡胶袋内部的耐高温颗粒组成。3.根据权利要求2所述的一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，其特征在于：耐高温硅橡胶袋的面材包括但不限于苯撑硅橡胶、腈硅橡胶或氟硅橡胶。4.根据权利要求2所述的一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，其特征在于：耐高温颗粒的粒径为10
‑
400μm，包括但不限于硅酸铝颗粒、碳化硅颗粒、碳化硼颗粒。5.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，其特征在于：复合材料补片(18)为连续碳纤维增强树脂基复合材料。6.一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置的修补方法，其特征在于：应用权利要求1至5中任一项所述的一种飞机蒙皮受创区域快速增压修补装置，包括以下步骤：步骤(一)预先打磨受创区域(17)，然后使用无绒抹布和三氯乙烷溶液清洗；步骤(二)根据受创区域(17)的形状，选择复合材料补片(18)的类...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈婷，陶永睿，符彬，陶杰，宣善勇，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：
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