[发明专利]具有锥形粘合剂设计的结构粘合补片

说明书

用于修理复合结构的方法和装置。复合修理补片系统包括复合修理补片和多个粘合剂层。复合修理补片包括具有贴合复合结构上的不一致区域的曲面的第一侧面。复合修理补片包括具有不同结构性质的多个区。多个粘合剂层在复合修理补片的第一侧面上。复合修理补片的至少一个区内多个粘合剂层的厚度变化以形成锥形粘合剂部分。

相关申请的交叉引用

本申请为2013年5月26日提交的，名称为“使用特制补片的复合结构的可预测粘合修理(Predictable Bonded Rework of Composite Structure Using TailoredPatches)”，代理人档案号08-1011-US-DIV，并且公开为美国公开号2013/0337214的美国序列号13/902,816的部分继续申请；所述美国序列号13/902,816是2009年3月9日提交的美国序列号12/400,519——在2013年5月28日授权的现美国专利号8,449,703，代理人档案号08-1011-US-NP——的分案；其公开内容通过引用被并入本文。

背景信息

1.技术领域：

本公开内容一般涉及复合结构，并具体地涉及修理复合结构。更加具体地，本公开内容涉及使用具有锥形粘合剂设计的补片修理复合结构的不一致区域的方法和装置。

2.背景技术：

复合结构有时具有包含一个或多个不一致的局部区域，该一个或多个不一致可能需要修理，从而使得结构在设计容限内。这些不一致可以包括，例如但不限于，裂缝、层离和在复合结构的使用周期期间形成的其它类型的不一致。

常常地，使用补片修理复合结构的不一致区域。该补片可以包括复合材料、金属或其组合。不同类型的技术可以被用于使用补片修理复合结构。

比如，补片可以被放置在不一致区域之上，并使用机械紧固件固定至原结构(parent structure)。可以通过视觉检查紧固件随时间监测补片的状况。

在其它情况中，可以使用粘合接头将修理补片固定至原结构。该技术可能还需要使用机械紧固件，其提供辅助负荷路径，形成阻止机构，以限制不一致的生长。

然而，当复合结构是飞机结构时，这些类型的修补技术不能如期望地进行。例如，使用紧固件可以超出预期地增加飞机重量、对飞机的阻力或者二者。作为另一个实例，粘合补片不能以期望的方式减少不一致的扩展。因此，具有考虑上面讨论的问题中的至少一些以及其它可能的问题的方法和装置将是期望的。

发明内容

本公开内容的实施方式提供用于修理结构的不一致区域的方法和装置。结构可以采取在飞机中使用的复合结构的形式。在一些情况中，结构还可以是金属结构。

补片被粘合至结构的不一致区域。补片具有带有不同结构性质的两个或更多个区。锥形粘合剂部分被放置在补片和结构之间。这些锥形粘合剂部分也具有不同的结构性质。例如，锥形粘合剂部分可以具有不同的运动学常数、弹性常数、本构常数(constitutiveconstant)、层间断裂韧度或其组合。

可以定制补片区和锥形粘合剂部分两者以减少不一致边界区域处的应变能量释放速率，其比使用紧固件或粘合接头而没有锥形粘合剂部分的补片更有效。裂缝的传播可以被减少或消除。以该方式，贯穿飞机的使用周期，具有锥形粘合剂部分的补片实质上增加结构的损坏容限和耐久性。由此，锥形粘合剂增加补片的寿命并降低对不一致区域的修理频率。

特征和功能可以在本公开内容的各种实施方式中单独地实现，或可以在仍其它实施方式中组合，其中进一步细节参考下面的描述和附图可见。

附图说明

在所附权利要求中提出说明性实施方式的据信为特性的新特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开内容的说明性实施方式的下面的详细描述将更好地理解说明性实施方式，以及其优选的使用模式、进一步的目的和特征，其中：