[发明专利]受损的复合材料结构的修复

说明书

技术领域

本发明涉及由复合材料制成的结构中的缺损的修复，其中复合材料例如是碳纤维增强聚合物。

技术背景

碳纤维增强聚合物具有优异的强度重量比特性并且可以用于很多应用，包括交通工具部件，比如飞行器中的部件，包括用于飞行器机翼的部件。然而，复合材料部件可能例如由于意外的冲击力而被损坏。由于碳纤维增强聚合物的性质，复合材料部件在固化过程已经发生之后可能难以被再加工或再成形。这使碳纤维增强聚合物部件难以修复。在一些行业，法规限制就针对复合材料部件所做修复的要求进行规定，例如限制了飞行器结构上粘接修复的尺寸。此外，替换形成大的结构——比如飞行器机翼——的一部分的碳纤维增强聚合物部件会是困难、耗时并且昂贵的。

发明内容

根据本发明的实施方式，提供了一种修复结构中的缺损的方法，该结构包括由复合材料制成的外皮和附接至所述外皮的内表面的纵梁，其中，所述方法包括下述步骤：从所述外皮切除纵梁的在所述缺损附近的部段；在所述缺损的上方将修复板定位在所述内表面上，使得所述修复板在所述纵梁的两相对的切削端部之间延伸，其中，所述修复板包括凹部并且将所述修复板定位在所述外皮的所述内表面上的步骤包括将所述修复板定位成使得所述纵梁的所述两相对的切削端部延伸至所述凹部中；将纵梁修复部定位在所述修复板上，所述纵梁修复部具有足以与所述纵梁的每个切削端部都重叠的长度；将所述修复板附接至所述外皮；以及在每个切削端部处的重叠区域中将所述纵梁修复部附接至所述纵梁。

将修复板附接至外皮的步骤可包括使用一个或更多个紧固件。在每个切削端部处的重叠区域中将纵梁修复部附接至的纵梁的步骤可包括使用一个或更多个紧固件。

所述方法还可包括切削所述外皮的包括所述缺损的部段以在所述外皮中形成开口的步骤。

所述方法还可包括将外修复板定位在所述开口内并将所述外修复板附接至所述修复板的步骤。将外修复板附接至修复板的步骤可包括使用一个或更多个紧固件。

所述方法还可包括在所述开口的外围中切削出槽口以接纳所述外修复板的步骤。

所述方法还可包括通过多个紧固件将所述外修复板附接至所述修复板和所述外皮，其中，所述紧固件延伸穿过所述外修复板、所述外皮和所述修复板，所述紧固件与所述槽口对准。

所切削的纵梁可具有附接至所述外皮的凸缘和远离所述凸缘延伸的腹板，并且所述纵梁修复部可为L形修复部，所述L形修复部定位成使得所述L形修复部在所述纵梁的所述两相对的端部之间延伸并且与每个端部处的所述凸缘和所述腹板的一部分重叠。

所述方法可包括在所述纵梁修复部与所述纵梁之间设置垫片的步骤。

所述方法可包括将第一纵梁修复部和第二纵梁修复部定位在修复板上并在第一纵梁修复部与第二纵梁修复部之间设置垫片的步骤。所述方法还可包括将纵梁修复部附接至修复板的步骤。

所述方法还可包括将所述修复板附接至与所述外皮中的所述缺损接近的肋的步骤。

所述方法还可包括切削所述肋的部段使得所述修复板和/或所述纵梁修复部能够在所述肋与所述外皮之间延伸。

所述复合材料可以是碳纤维增强聚合物。

根据本发明的实施方式，还提供了一种修复结构中的缺损的装置，所述结构包括由复合材料制成的外皮和附接至所述外皮的内表面的纵梁，其中，所述装置包括：修复板，所述修复板用于当纵梁的位于缺损附近的部段被切削掉之后在所述缺损的上方定位于所述内表面上，使得所述修复板在所述纵梁的两相对的切削端部之间延伸，其中，所述修复板包括凹部，所述凹部构造成在所述修复板定位于所述外皮的所述内表面上时围绕所述纵梁的所述两相对的切削端部；纵梁修复部，所述纵梁修复部用于定位在所述修复板上，所述纵梁修复部具有足以与所述纵梁的每个切削端部都重叠的长度；用于将所述修复板附接至所述外皮的装置；以及用于在每个切削端部处的重叠区域中将所述纵梁修复部附接至所述纵梁的装置。

所述外皮的包括所述缺损的区域可被移除以形成开口，所述装置还可包括用于定位在所述开口内的外修复板。

所述外修复板可构造成被接纳在形成于所述开口的外围中的槽口中。

所述装置还可包括用于将所述外修复板附接至所述修复板和所述外皮的多个紧固件，所述紧固件构造成延伸穿过所述外修复板、所述外皮和所述修复板使得其与所述槽口对准。

所述纵梁包括附接至所述外皮的凸缘和远离所述凸缘延伸的腹板，并且其中，所述纵梁修复部为L形并且构造成与每个端部处的所述凸缘和所述腹板的一部分重叠。