RU2756744C1 - Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials - Google Patents

Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials Download PDF

Info

Publication number
RU2756744C1
RU2756744C1 RU2021108534A RU2021108534A RU2756744C1 RU 2756744 C1 RU2756744 C1 RU 2756744C1 RU 2021108534 A RU2021108534 A RU 2021108534A RU 2021108534 A RU2021108534 A RU 2021108534A RU 2756744 C1 RU2756744 C1 RU 2756744C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
patch
repairing
damage
composite materials
damages
Prior art date
Application number
RU2021108534A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Семенович Виленц
Original Assignee
Виктор Семенович Виленц
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Семенович Виленц filed Critical Виктор Семенович Виленц
Priority to RU2021108534A priority Critical patent/RU2756744C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756744C1 publication Critical patent/RU2756744C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/04Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements
    • B29C73/10Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D using preformed elements using patches sealing on the surface of the article

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

FIELD: damage repairing.
SUBSTANCE: invention relates to a method for lengthy damage repairing. The effect is achieved by the method for repairing long-length damages on leaking large-sized structures made of polymer composite materials using devices that provide excess pressure in the repair zone. At the same time, in the repair zone, a continuous series of compensating patches is formed, laid sequentially with an overlap according to a pattern typical for the location of fish scales. Wherein each subsequent patch is installed after gluing the previous patch and machining the damage to install the next patch, including grinding out a part of the conical groove on the edge of the previous patch for laying out the layers of the next patch.
EFFECT: improving the efficiency of repairs and restoring the operational qualities of products.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии ремонта преимущественно крупногабаритных конструкций из полимерных композиционных материалов с длинномерными повреждениями, негерметичность которых не позволяет использовать вакуумный мешок для приклеивания заплат, компенсирующих потерю прочности, например, панелей воздушных и морских судов.The invention relates to a technology for repairing predominantly large-sized structures made of polymer composite materials with lengthy damage, the leakage of which does not allow the use of a vacuum bag for gluing patches that compensate for the loss of strength, for example, panels of aircraft and ships.

Известен клеевой способ ремонта повреждений агрегатов из полимерных материалов с использованием вакуумного давления, указанный, как единственно возможный, в руководствах по ремонту воздушных судов всех ведущих разработчиков самолетов, в том числе BOEING и AIRBUS, заключающийся в том, что на ремонтируемой поверхности агрегата, кроме технологического пакета, содержащего слои клеевого препрега, образующие заплату, технологические пленки, ткани и нагреватель, прикрепляется при помощи герметизирующего жгута фрагмент полимерной пленки - оболочки вакуумного мешка, из-под которой через штуцер, установленный в пленку, с помощью вакуумного насоса удаляется воздух, и технологическое давление осуществляется за счет разницы между атмосферным давлением вне пленки и созданного разрежения под пленкой.There is a known adhesive method for repairing damage to aggregates made of polymer materials using vacuum pressure, which is indicated, as the only possible one, in aircraft repair manuals of all leading aircraft developers, including BOEING and AIRBUS, which consists in the fact that on the repaired surface of the unit, in addition to the technological a bag containing layers of adhesive prepreg that form a patch, technological films, fabrics and a heater, a fragment of a polymer film is attached using a sealing strand - a vacuum bag shell, from under which air is removed through a fitting installed in the film using a vacuum pump, and a technological the pressure is carried out due to the difference between the atmospheric pressure outside the film and the vacuum created under the film.

При негерметичности ремонтируемой крупногабаритной конструкции, особенно в том случае, если негерметичность не может быть устранена, указанный способ ремонта теряет смысл ввиду невозможности обеспечения вакуумного технологического давления.In case of leakage of a large-sized structure being repaired, especially if the leakage cannot be eliminated, this repair method loses its meaning due to the impossibility of providing a vacuum process pressure.

Для ремонта указанных вариантов конструкций могут использоваться средства оснащения, обеспечивающие избыточное давление в зоне ремонта, (патент РФ 1630210 А1 кл B66F 3/35, патент РФ 1462914 А1 кл. F16B 47/00). Однако размеры зоны ремонта и, соответственно, компенсирующей заплаты в этом случае ограничены размерами воздушного мешка, что не дает возможности ремонтировать длинномерные повреждения.For the repair of these design options, equipment can be used to provide excess pressure in the repair zone (RF patent 1630210 A1 class B66F 3/35, RF patent 1462914 A1 class F16B 47/00). However, the size of the repair area and, accordingly, the compensating patch in this case is limited by the size of the air bag, which makes it impossible to repair long damage.

Технический результат настоящего изобретения состоит в том, что возможность ремонта длинномерных повреждений на негерметичных крупногабаритных конструкциях из полимерных композиционных материалов может обеспечиваться формованием с использованием приспособлений, обеспечивающих избыточное давление в зоне ремонта, непрерывного ряда компенсирующих заплат, укладываемых последовательно с нахлестом по схеме, характерной для расположения рыбьей чешуи, причем каждая последующая заплата устанавливается после приклеивания предыдущей заплаты и механической обработки повреждения для установки последующей заплаты, в том числе вышлифовывания конического углубления на кромке предыдущей заплаты для выкладки слоев последующей заплаты, причем размеры каждой из ряда устанавливаемых заплат зависят от размеров воздушного мешка, являющегося рабочим органом указанных вариантов оснастки.The technical result of the present invention lies in the fact that the possibility of repairing long-length damages on leaking large-sized structures made of polymer composite materials can be provided by molding, using devices that provide excessive pressure in the repair zone, a continuous series of compensating patches laid in series with an overlap according to a pattern characteristic of the location fish scales, and each subsequent patch is installed after gluing the previous patch and machining the damage to install a subsequent patch, including grinding out a conical depression on the edge of the previous patch for laying out the layers of the subsequent patch, and the dimensions of each of the number of patches to be installed depend on the size of the air bag, which is the working body of the specified options of equipment.

Технический результат достигается за счет того, что в способе ремонта крупногабаритных конструкций из полимерных композиционных материалов, негерметичность которых не позволяет использовать вакуумный мешок для установки компенсирующих заплат при ремонте длинномерных повреждений используется оснастка, имеющая в конструкции воздушный мешок со сжатым воздухом, размещенный в металлическом коробе, обеспечивающем избыточное давление в зоне ремонта и фиксируемая на ремонтируемом агрегате с помощью струбцин или вакуумных присосок, при этом в зоне повреждения формуется ряд компенсирующих заплат, устанавливаемых внахлест, аналогично схеме, характерной для рыбьей чешуи.The technical result is achieved due to the fact that in the method of repairing large-sized structures made of polymer composite materials, the leakage of which does not allow the use of a vacuum bag for installing compensating patches during the repair of lengthy damages, a tooling is used that has an air bag with compressed air placed in a metal box, providing overpressure in the repair area and fixed on the unit being repaired using clamps or vacuum suction cups, while a number of overlapping compensating patches is formed in the damaged area, similar to the pattern typical for fish scales.

Более подробно предлагаемая технология ремонта показана на чертежах, где:In more detail, the proposed repair technology is shown in the drawings, where:

на фиг. 1 показана схема выкладки (сборки) непрерывного ряда компенсирующих заплат, уложенных по схеме «рыбья чешуя»;in fig. 1 shows the layout (assembly) of a continuous row of compensating patches, laid according to the "fish scales" scheme;

на фиг. 2 показана схема использования избыточного давления с помощью воздушного мешка, металлического короба и струбцин при ремонте агрегатов небольшой ширины;in fig. 2 shows a diagram of the use of overpressure using an air bag, a metal box and clamps when repairing small-width units;

на фиг. 3 показана схема использования избыточного давления с помощью приспособления, имеющего вакуумные присоски, при ремонте агрегатов, имеющих значительные размеры.in fig. 3 shows a diagram of the use of overpressure using a device with vacuum suction cups when repairing units with significant dimensions.

Способ заключается в следующем.The method is as follows.

На ремонтируемой конструкции 1 определяют место расположения повреждения 2, в одном из концов которого с учетом размера воздушного мешка определяют контур зоны 3 для установки первой заплаты, в которой выполняют соответствующую механическую обработки части поврежденного участка 4, после чего приклеивают (формуют) первую заплату, а затем определяют зону обработки для установки второй заплаты 5 с учетом нахлеста, не допуская наличия необработанных участков повреждения, в соответствии с принятой схемой выкладки по типу рыбьей чешуи, затем, после установки второй заплаты, повторяют весь комплекс подготовительных работ для установки третьей заплаты 6 и т.д.; при ремонте сквозных повреждений с нижней стороны зоны ремонта может укладываться разделительная пленка 7 с технологической прокладкой 8 (фиг. 1); сборка слоев заплаты и технологического пакета во всех случаях проводится по единой схеме 9, на агрегатах с ограниченной шириной для обеспечения избыточного давления используется воздушный мешок 10 в металлическом коробе 11, фиксируемый струбцинами 12 (фиг. 2), на крупногабаритных агрегатах воздушный мешок в металлическом коробе фиксируется с помощью приспособления 13, оснащенного вакуумными присосками 14 (фиг. 3).On the structure 1 to be repaired, the location of the damage 2 is determined, at one end of which, taking into account the size of the air bag, the contour of the zone 3 is determined for installing the first patch, in which the corresponding machining of a part of the damaged area 4 is performed, after which the first patch is glued (molded), and then the processing area is determined for installing the second patch 5, taking into account the overlap, avoiding the presence of untreated areas of damage, in accordance with the accepted layout of the fish scale type, then, after installing the second patch, the entire complex of preparatory work is repeated for installing the third patch 6, etc. .d .; when repairing through damage, a separating film 7 with a technological gasket 8 (Fig. 1) can be laid on the lower side of the repair zone; the assembly of the layers of the patch and the technological package in all cases is carried out according to a single scheme 9, on units with a limited width, an air bag 10 in a metal box 11 is used to ensure excess pressure, fixed with clamps 12 (Fig. 2), on large units an air bag in a metal box fixed by means of a device 13 equipped with vacuum suction cups 14 (Fig. 3).

Величина избыточного давления при описываемой схеме нагружения ограничивается недопустимостью деформации (продавливания) поверхности ремонтируемого агрегата либо, при использовании приспособления 13 (фиг. 3), соотношением размеров воздушного мешка и вакуумных присосок, определяемым зависимостью:The magnitude of the excess pressure in the described loading scheme is limited by the inadmissibility of deformation (punching) of the surface of the unit being repaired or, when using device 13 (Fig. 3), by the ratio of the sizes of the air bag and vacuum suction cups, determined by the relationship:

0,7*nп*Sвак>Pизб*Sвм,0.7 * n p * S vac > P g * S vm ,

где 0,7 - коэффициент, учитывающий реальную величину разряжения в присоске;where 0.7 is a coefficient that takes into account the real amount of vacuum in the suction cup;

nп - число присосок, шт;n p is the number of suction cups, pcs;

Sвак - площадь присоски, см2;S vac - area of the sucker, cm 2 ;

Ризб - избыточное давление в воздушном мешке, кгс/см2;R h - excess pressure in the air bag, kgf / cm 2 ;

Sвм - площадь воздушного мешка, см2.S вм - area of the air bag, cm 2 .

Реализация заявленного способа ремонта позволяет обеспечить возможность эффективного клеевого ремонта крупногабаритных, сложных и особо ответственных агрегатов воздушных и морских судов, изготовленных из полимерных композиционных материалов.The implementation of the claimed repair method makes it possible to provide the possibility of effective adhesive repair of large, complex and critical units of aircraft and ships made of polymer composite materials.

Предлагаемый способ ремонта крупногабаритных агрегатов воздушных и морских судов, позволяет восстановить их эксплуатационные качества с использованием доступных методов и средств.The proposed method for the repair of large-sized units of aircraft and sea vessels, allows you to restore their performance using available methods and tools.

Claims (1)

Способ ремонта длинномерных повреждений на негерметичных крупногабаритных конструкциях из полимерных композиционных материалов с использованием приспособлений, обеспечивающих избыточное давление в зоне ремонта, отличающийся тем, что в зоне ремонта формируется непрерывный ряд компенсирующих заплат, укладываемых последовательно с нахлестом по схеме, характерной для расположения рыбьей чешуи, причем каждая последующая заплата устанавливается после приклеивания предыдущей заплаты и механической обработки повреждения для установки последующей заплаты, в том числе вышлифовывания части конического углубления на кромке предыдущей заплаты для выкладки слоев последующей заплаты.A method of repairing long-length damages on leaking large-sized structures made of polymer composite materials using devices that provide excessive pressure in the repair zone, characterized in that a continuous row of compensating patches is formed in the repair zone, stacked sequentially with an overlap according to a pattern typical for the location of fish scales, and each subsequent patch is installed after pasting the previous patch and machining the damage to install the next patch, including grinding out a part of the tapered recess on the edge of the previous patch to lay out the layers of the subsequent patch.
RU2021108534A 2021-03-30 2021-03-30 Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials RU2756744C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108534A RU2756744C1 (en) 2021-03-30 2021-03-30 Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108534A RU2756744C1 (en) 2021-03-30 2021-03-30 Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756744C1 true RU2756744C1 (en) 2021-10-05

Family

ID=78000031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108534A RU2756744C1 (en) 2021-03-30 2021-03-30 Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756744C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815201C1 (en) * 2023-09-13 2024-03-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Method of repairing large-size cellular non-tight structures from composite materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726991A1 (en) * 1987-08-13 1989-02-23 Stahlgruber Gruber & Co Otto REPAIR PATCHES FOR RUBBER AND PLASTIC ITEMS
US5569346A (en) * 1994-11-01 1996-10-29 Green Island Research, Inc. Method and kit to restore the appearance of a damaged lens
RU2176954C1 (en) * 2000-03-21 2001-12-20 Виленц Виктор Семенович Device for repair of items of polymeric materials
US10302524B2 (en) * 2013-12-26 2019-05-28 The Boeing Company Detection and assessment of damage to composite structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3726991A1 (en) * 1987-08-13 1989-02-23 Stahlgruber Gruber & Co Otto REPAIR PATCHES FOR RUBBER AND PLASTIC ITEMS
US5569346A (en) * 1994-11-01 1996-10-29 Green Island Research, Inc. Method and kit to restore the appearance of a damaged lens
RU2176954C1 (en) * 2000-03-21 2001-12-20 Виленц Виктор Семенович Device for repair of items of polymeric materials
US10302524B2 (en) * 2013-12-26 2019-05-28 The Boeing Company Detection and assessment of damage to composite structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815201C1 (en) * 2023-09-13 2024-03-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Method of repairing large-size cellular non-tight structures from composite materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5963186B2 (en) Method for laminating a prepreg layer on a forming tool using a deformable carrier film
US8333864B2 (en) Compaction of prepreg plies on composite laminate structures
ES2688671T3 (en) Method and device for transporting, placing and compacting composite stiffeners
EP1926586B1 (en) Method and system for placing thin material layers onto a relief mould
US10479066B2 (en) Composite tool having vacuum integrity and method of making the same
EP2976212B1 (en) Method and apparatus for reducing ply wrinkling of composite laminates during forming
US10150233B2 (en) Method and apparatus for reducing ply wrinkling of composite laminates during forming
JP2011251525A (en) Method and apparatus for forming and applying composite laminated material having complex geometry
RU2756744C1 (en) Method for repairing long-dimensional damages of large-sized structures from composite materials
CA2625797C (en) Method for repairing an external skin of a composite structure
US11305498B2 (en) System and method for fabricating a composite ply layup
JP6914611B2 (en) Methods, systems and equipment for assembling composite wing skins with stiffeners
CN110614779B (en) Method for co-curing vertical stiffeners
KR20200079182A (en) Ply transporting and compacting apparatus and method therefor
US20220152956A1 (en) Caul Plate System for Aircraft Fabrication
US10882262B2 (en) Flexible mandrel for forming composite structures
US20200398520A1 (en) Method for forming honeycomb sandwich composite material and jig used therefor
JP6426414B2 (en) Production of reinforced composite panels
US20100154984A1 (en) Automated elongate insert wrapping system
US11046532B1 (en) Flexible dual-sided vacuum plate carrier
EP3023231B1 (en) Systems and methods for compacting a charge of composite material
US20200361161A1 (en) Stiffener assembly application system with carrier film set
JP6392595B2 (en) System and method for compressing the charge of a composite material
JP2020134403A (en) Air-leakage inspection method and air-leakage inspection device