CN108891044A - 一种新型的复合材料贴补结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型的复合材料贴补结构，所述结构包括两块阶梯型贴片，所述阶梯型贴片设有两级圆柱型阶梯，远离母板的圆柱型阶梯的直径小于靠近母板的圆柱型阶梯的直径，其中一个所述阶梯型贴片设有凹型补板，另一个所述阶梯型贴片设有与所述凹型补板对应的凸型补板，所述凹型补板和凸型补板的最大外直径与损伤孔的内直径一致。该复合材料贴补结构能有效降低贴补结构对被修理结构的重量影响，同时提高被修理结构的强度、刚度及寿命。

Description

一种新型的复合材料贴补结构
技术领域
本发明涉及复合材料修理技术领域，特别涉及一种新型的复合材料贴补结构。
背景技术
先进复合材料由于具有较高的杨氏模量和强度，以及优异的抗疲劳性能和抗腐蚀性能等优点，广泛被用于航空航天和体育休闲用品等各个领域。材料的使用过程中或多或少都会产生损伤，更换受损结构通常都是很昂贵的。
贴补修理是飞机结构上复合材料最常用的修理方法，主要用于对气动外形要求不严的结构。复合材料贴片贴补修理由于其操作简单得到了广泛的应用，特别适用于那些快速修补的结构。但是目前的贴补修理会增加被修理结构的重量，对结构外观有影响，并且会降低被修理结构的强度、刚度和寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种新型的复合材料贴补结构，能有效降低贴补结构对被修理结构的重量影响，同时提高被修理结构的强度、刚度及寿命。
本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种新型的复合材料贴补结构，所述结构包括两块阶梯型贴片，所述阶梯型贴片设有两级圆柱型阶梯，远离母板的圆柱型阶梯的直径小于靠近母板的圆柱型阶梯的直径，其中一个所述阶梯型贴片设有凹型补板，另一个所述阶梯型贴片设有与所述凹型补板对应的凸型补板，所述凹型补板和凸型补板的最大外直径与损伤孔的内直径一致。
作为优选的技术方案，所述凹型补板和凸型补板的圆心与所述阶梯型贴片的圆心在一条直线上。这种结构形式，可以避免偏心产生的拉力。
作为优选的技术方案，所述凹型补板和凸型补板的高度为母板高度的二分之一，所述凹型补板的凹陷部分高度和凸型补板的凸出部分高度为母板高度的四分之一。
作为优选的技术方案，所述凹型补板的凹陷形状为圆柱形或十字形，所述凸型补板的突出形状与所述凹型补板的凹陷形状相对应。
作为优选的技术方案，所述凹陷形状和突出形状为圆柱形时，圆柱形直径为损伤孔直径的三分之一。使凹陷部分与突出部分的受力均匀。
作为优选的技术方案，所述凹陷形状和突出形状为十字形时，十字形的宽度为凹型补板或凸型补板直径的五分之二。使凹陷部分与突出部分的受力均匀。
作为优选的技术方案，所述阶梯型贴片的两级圆柱型阶梯等高。
作为优选的技术方案，所述贴补结构与母板通过粘胶剂粘接在一起。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、设置阶梯型贴片，与传统贴片相比，可以有效降低贴补结构的重量，减少贴补结构对被修理结构重量及气动的影响。
2、在阶梯型贴片上设置凹型补板和凸型补板，凹型补板和凸型补板在损伤孔中吻合，提高被修理结构的强度、刚度和寿命。
附图说明
图1是本发明实施例中带损伤孔的母板主视图
图2是本发明实施例中带损伤孔的母板俯视图
图3是本发明实施例中补板凹陷和突出形状为圆柱形时阶梯型贴片的结构示意图
图4是图3中带有凹型补板的阶梯型贴片的俯视图
图5是本发明实施例中补板凹陷和突出形状为十字形时阶梯型贴片的结构示意图
图6是图5中带有凹型补板的阶梯型贴片的俯视图
图7是本发明实施例中补板凹陷和突出形状为圆柱形时修补后的母板主视图
图8是图7母板的俯视图
附图说明：1：母板，2：损伤孔，3：阶梯型贴片，4：凸型补板，5：凹型补板，6：粘接层
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-2所示，如飞机结构上的贯穿孔等，一般的被修理结构可以分为母板1和损伤孔2，损伤孔2即为需要修补的破损位置。
如图3-4所示，本发明实施例中提供了一种新型的复合材料贴补结构，该贴补结构包括两块阶梯型贴片3，阶梯型贴片3设有两级圆柱型阶梯，远离母板的圆柱型阶梯的直径小于靠近母板的圆柱型阶梯的直径。优选的，阶梯型贴片的两级圆柱型阶梯等高。
其中一个阶梯型贴片设有凹型补板5，另一个阶梯型贴片设有与凹型补板5对应的凸型补板4，凹型补板5和凸型补板4的最大外直径与损伤孔2的内直径一致，凹型补板5和凸型补板4的最大外直径处为圆柱体。凹型补板5和凸型补板4的圆心与阶梯型贴片3的圆心在一条直线上，这样当凹型补板5和凸型补板4嵌入损伤孔2时，阶梯型贴片3的圆心与损伤孔2的圆心在一条直线上，不会产生偏心拉力。
优选的，凹型补板5和凸型补板4的高度为母板1高度的二分之一，凹型补板5的凹陷部分高度和凸型补板4的凸出部分高度为母板1高度的四分之一。
凹型补板5的凹陷形状为圆柱形或十字形，凸型补板4的突出形状与凹型补板5的凹陷形状相对应。如图3-4所示，凹陷形状和突出形状为圆柱形时，圆柱形直径为损伤孔直径的三分之一。凸型补板4的突出部分无论在哪个方向受力，凹型补板5都有相同厚度来抵抗荷载，使得受力均匀。如图5-6所示，凹陷形状和突出形状为十字形时，十字形的宽度为凹型补板5或凸型补板4最大直径的五分之二，此时十字形的面积约等于凹型补板5或凸型补板4最大直径处圆面积的二分之一，从而使凹陷部分和突出部分都均匀受力。
如图7-8所示，当使用本发明实施例中所提供的贴补结构修补母板时，凹型补板5和凸型补板4能很好地嵌入损伤孔2中，并吻合在一起。在阶梯型贴片3、凹型补板5和凸型补板4与母板1接触的位置涂抹胶粘剂，可在接触处形成粘接层6，从而使贴补结构与母板1固定。凹(凸)型补板和阶梯型贴片是整体生产出来的，结构简单，修补操作简便，既有效减轻贴补结构对母板重量的影响，又提高了贴补结构的强度、刚度和寿命。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述结构包括两块阶梯型贴片，所述阶梯型贴片设有两级圆柱型阶梯，远离母板的圆柱型阶梯的直径小于靠近母板的圆柱型阶梯的直径，其中一个所述阶梯型贴片设有凹型补板，另一个所述阶梯型贴片设有与所述凹型补板对应的凸型补板，所述凹型补板和凸型补板的最大外直径与损伤孔的内直径一致。
2.根据权利要求1所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述凹型补板和凸型补板的圆心与所述阶梯型贴片的圆心在一条直线上。
3.根据权利要求1所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述凹型补板和凸型补板的高度为母板高度的二分之一，所述凹型补板的凹陷部分高度和凸型补板的凸出部分高度为母板高度的四分之一。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述凹型补板的凹陷形状为圆柱形或十字形，所述凸型补板的突出形状与所述凹型补板的凹陷形状相对应。
5.根据权利要求4所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述凹陷形状和突出形状为圆柱形时，圆柱形直径为损伤孔直径的三分之一。
6.根据权利要求4所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述凹陷形状和突出形状为十字形时，十字形的宽度为凹型补板或凸型补板直径的五分之二。
7.根据权利要求1所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述阶梯型贴片的两级圆柱型阶梯等高。
8.根据权利要求1所述的一种新型的复合材料贴补结构，其特征在于，所述贴补结构与母板通过粘胶剂粘接在一起。
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