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 PDFInfo
- 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
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C73/00—Repairing 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
- B29C73/04—Repairing 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
- B29C73/10—Repairing 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
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
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)
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)
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)
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 |
-
2021
- 2021-03-30 RU RU2021108534A patent/RU2756744C1/en active
Patent Citations (4)
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)
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 |