CN203740116U - 一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构 - Google Patents

一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，包括设置在复合材料机身蒙皮损伤区域的通孔，复合材料机身蒙皮的内侧设有覆盖所述通孔的补片，所述补片与复合材料机身蒙皮之间设有粘胶层，所述补片与复合材料机身蒙皮粘合的一侧设有凸台，所述凸台的形状与所述通孔形状吻合，所述凸台嵌在所述通孔内；所述补片底座与所述复合材料机身蒙皮通过铆钉相连，铆钉的布置按照与所述通孔为相似形的多层的自内向外扩散分布。本实用新型综合了普通胶接和铆接修理的各自优点，提高复合材料机身蒙皮修理的强度和寿命，并采用“内贴补”方式修理机身复合材料蒙皮，补片采用阶梯型设计，使机身蒙皮的修理区能满足气动外形要求。

Description

一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构
技术领域
本实用新型涉及一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理技术。
背景技术
复合材料具有比强度、比刚度高、抗腐蚀性好等优点，在航空航天领域得到越来越广泛的应用，在民航飞机上的利用率越来越高。如波音公司的B787机型以及即将投入运营的空客A350XWB机体中的复合材料占飞机结构重量分别高达50%、53%。
从近100年的航空史上看，飞机机身蒙皮不可避免的损伤形式有意外刮伤、飞机起飞着陆时因各种原因引起的擦尾、鸟击受损、腐蚀、人为因素的撞击损伤等；这些损伤都可能影响到飞机的适航性及飞机的安全性。当碳纤维复合材料应用到飞机机身蒙皮时，上述损伤也将是必然存在的。因此如何对机身复合材料蒙皮进行很好的维修，将成为民航界研究的热点课题。
针对波音787和先进直升机等复合材料整体机身蒙皮的修理，鸟击和人为撞击等造成的大损伤还未有报道。目前国内复合材料的维修水平相对落后，其主要的修理方法为胶接和铆接。首先，胶接修理增重较小，载荷分布均匀，但不能传递大的载荷，胶层易老化，易剥离。其次，铆接修理可获得较大的铆接强度，强度分散小，抗剥离程度大，但开孔须削弱构件截面，且引起应力集中，永久变形大。
实用新型内容
本实用新型主要针对复合材料整体机身蒙皮的鸟击和人为撞击等造成的大损伤，采用胶铆混合修理方式，一方面克服普通胶接或铆接修理的弱点，综合了单独胶接或铆接修理的优点，解决了复合材料机身蒙皮修理的强度和寿命问题；另一方面，还可以满足复合材料机身蒙皮修理后的气动性要求。
为了解决上述技术问题，本实用新型一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，包括设置在复合材料机身蒙皮损伤区域的通孔，复合材料机身蒙皮的内侧设有覆盖所述通孔的补片，所述补片与复合材料机身蒙皮之间设有粘胶层，所述补片与复合材料机身蒙皮粘合的一侧设有凸台，所述凸台的形状与所述通孔形状吻合，所述凸台嵌在所述通孔内；所述补片底座与所述复合材料机身蒙皮通过铆钉相连。
本实用新型一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，其中，所述通孔的形状为圆形、矩形和椭圆形中的一种。所述补片底座与所述复合材料机身蒙皮之间的铆钉连接包括多个铆钉，所述多个铆钉的布置按照与所述通孔为相似形的多层的自内向外扩散分布。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本实用新型专利克服了普通胶接和铆接修理的弱点，综合了普通胶接和铆接修理的各自优点，提高复合材料机身蒙皮修理的强度和寿命，并采用在“内贴补”的基础上，加上补片采用阶梯凸台设计，使机身蒙皮的修理区能满足气动外形要求，从而能满足修理区强度、寿命和气动外形要求。
附图说明
图1(a)是具有圆形通孔的复合材料机身蒙皮待修区示意图；
图1(b)是图1(a)所示复合材料机身蒙皮的主视图；
图2(a)是具有矩形通孔的复合材料机身蒙皮待修区示意图；
图2(b)是图2(a)所示复合材料机身蒙皮的主视图；
图3(a)是用于圆形通孔待修区的补片示意图；
图3(b)是用于矩形通孔待修区的补片示意图；
图4(a)是胶铆混合修理结构处的侧视图；
图4(b)是图4(a)中的A部局部放大示意图；
图中：1-复合材料机身蒙皮，2-通孔，3-补片，4-粘胶层，5-凸台，6-铆钉，61-铆钉孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步详细描述。
本实用新型一种一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，包括设置在复合材料机身蒙皮1损伤区域的通孔2，所述通孔2的形状为圆形、矩形和椭圆形中的一种，如图1(a)和图2(a)所示，复合材料机身蒙皮1的内侧设有覆盖所述通孔2的补片3，如图4(a)所示，所述补片3与复合材料机身蒙皮1之间设有粘胶层4，如图4(a)和图4(b)所示。所述补片3与复合材料机身蒙皮1粘合的一侧设有凸台5，所述凸台5的形状与所述通孔2形状吻合，如图3(a)和图3(b)所示，所述凸台5嵌在所述通孔2内，所述补片3的底座与所述复合材料机身蒙皮1通过铆钉6相连，所述补片底座与所述复合材料机身蒙皮之间的铆钉连接包括多个铆钉6，所述多个铆钉6的布置按照与所述通孔2为相似形的多层的自内向外扩散分布，如图4(b)所示，即每个铆钉通过铆钉孔61将补片3和复合材料机身蒙皮1铆接在一起，如图1(a)和图3(a)及图2(a)和图3(b)所示。
本实用新型采用“内贴补”方式，将补片3通过粘胶层4和铆钉6胶铆混合地连接在复合材料机身蒙皮1上，达到复合材料机身蒙皮修理区的强度、寿命和气动外形要求。通过将补片3做成阶梯凸台型，可以将补片3的底部通过铆钉6以及粘胶层4和机身复合材料蒙皮1紧密相连，补片3的凸台外表面可以满足符合材料机身蒙皮1的气动外形要求。另外，本实用新型中的铆钉6选择与符合材料机身蒙皮1不发生电化学腐蚀的材料制作，铆钉6大小的选择要考虑其承载能力与复合材料机身蒙皮1自身的强度相适应，本实用新型中补片3不限制使用什么形状，并可以将凸台5设计为多层阶梯式凸台。
尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，包括设置在复合材料机身蒙皮（1）损伤区域的通孔（2），复合材料机身蒙皮（1）的内侧设有覆盖所述通孔（2）的补片（3），所述补片（3）与复合材料机身蒙皮（1）之间设有粘胶层（4），其特征在于，所述补片（3）与复合材料机身蒙皮（1）粘合的一侧设有凸台（5），所述凸台（5）的形状与所述通孔（2）形状吻合，所述凸台（5）嵌在所述通孔（2）内；所述补片（3）的底座与所述复合材料机身蒙皮（1）通过铆钉（6）连接。
2.根据权利要求1所述复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，其特征在于，所述通孔（2）的形状为圆形、矩形和椭圆形中的一种。
3.根据权利要求1所述一种复合材料机身蒙皮的胶铆混合修理结构，其特征在于，所述补片底座与所述复合材料机身蒙皮（1）之间的铆钉（6）连接包括多个铆钉（6），所述多个铆钉（6）的布置按照与所述通孔（2）为相似形的多层的自内向外扩散分布。
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