1, bản vá sửa chữa liên kết
Các cấu trúc thân máy bay và cánh của máy bay thế hệ mới được làm bằng các lớp rắn, được gia cố bên ngoài bằng các chùm dọc đồng được bảo hiểm hoặc đồng liên kết. Những lớp vỏ rắn này có nhiều lớp hơn các tấm cấu trúc bánh sandwich tổ ong. Các kỹ thuật sửa chữa đóng dấu cho các cấu trúc gỗ rắn tương tự như các kỹ thuật cho sợi thủy tinh, Kevlar® và sợi carbon, nhưng với sự khác biệt nhỏ.
Sửa chữa đóng dấu có thể được thực hiện với một sửa chữa bước hoặc, phổ biến hơn, với một sửa chữa notch (sửa chữa thon). Góc của đường cắt chu vi thường nhỏ để giảm tải vào khớp và ngăn chặn sự thoát khỏi chất kết dính. Điều này chuyển thành tỷ lệ độ dày đến chiều dài từ 1:10 đến 1:70. Bởi vì kiểm tra sửa chữa ngoại quan là khó khăn, việc sửa chữa ngoại quan đòi hỏi một cam kết cao hơn đối với kiểm soát chất lượng, nhân sự được đào tạo tốt hơn và sự sạch sẽ hơn so với sửa chữa bắt vít.
Từ quan điểm chuyển tải, khớp nhúng có hiệu quả hơn vì nó làm giảm độ lệch tâm tải bằng cách căn chỉnh chặt chẽ trục cái với trục trung tính của miếng vá. Tuy nhiên, cấu hình này có một số nhược điểm khi thực hiện phục hồi.
Đầu tiên, một lượng lớn vật liệu nhạy cảm với âm thanh phải được loại bỏ để duy trì một góc thon nhỏ.
Thứ hai, lớp thay thế phải được đặt rất chính xác và đặt trong đường sửa chữa.
Thứ ba, việc chữa khỏi lớp thay thế có thể dẫn đến giảm sức mạnh đáng kể nếu không được chữa khỏi trong nồi hấp.
Thứ tư, chất kết dính sẽ dính vào đáy khớp, tạo ra một đường liên kết không bằng phẳng. Điều này có thể được giảm thiểu bằng một loạt các bước nhỏ để gần đúng góc chu vi.
Vì những lý do này, trừ khi bộ phận được tải nhẹ, loại sửa chữa này thường được thực hiện trong một cơ sở sửa chữa nơi bộ phận có thể được đưa vào nồi hấp, có thể làm cho phần mạnh như phần ban đầu.
Có một số phương pháp sửa chữa khác nhau cho các lớp rắn. Các bản vá có thể được thanh toán trước và sau đó liên kết thứ cấp với vật liệu gốc. Phương pháp này là gần nhất với một sửa chữa bu lông. Như được hiển thị trong Hình 64, một precreg có thể được thực hiện thành một bản vá và sau đó được đồng bộ hóa cùng lúc với chất kết dính. Các bản vá cũng có thể được sửa chữa bằng cách sử dụng lớp lay-up ướt. Chu kỳ chữa bệnh cũng có thể thay đổi trong thời gian, nhiệt độ bảo dưỡng và áp suất bảo dưỡng, tăng số lượng kết hợp sửa chữa có thể.
Hình 64: Các bản vá được thanh toán trước có thể được liên kết thứ hai với chất nền chính
2, sửa chữa bảng điều khiển vát tổng hợp
Bước 1: Kiểm tra và khảo sát thiệt hại
Kích thước và độ sâu của thiệt hại được sửa chữa phải được đo lường chính xác bằng các kỹ thuật đánh giá không phá hủy (NDE) thích hợp. Một loạt các kỹ thuật NDE có thể được sử dụng để kiểm tra thiệt hại các cấu trúc tổng hợp. Kỹ thuật đơn giản nhất là kiểm tra trực quan, trong đó làm trắng do phân tách hoặc nứt nhựa trong các vật liệu tổng hợp mờ như gỗ este thủy tinh và thủy tinh có thể được sử dụng để chỉ ra các khu vực thiệt hại.
Kiểm tra trực quan không phải là một kỹ thuật chính xác vì không phải tất cả các thiệt hại đều có thể được phát hiện bởi mắt, đặc biệt là thiệt hại bị che khuất bởi sơn, thiệt hại nằm sâu bên dưới bề mặt và thiệt hại trong các vật liệu tổng hợp không trong suốt như sợi carbon và tharamid. Một kỹ thuật phổ biến là thử nghiệm TAP, trong đó một vật thể nhẹ, chẳng hạn như đồng xu hoặc búa, được sử dụng để xác định vị trí thiệt hại. Lợi ích chính của bài kiểm tra TAP là nó đơn giản và có thể được sử dụng để nhanh chóng kiểm tra các khu vực rộng lớn. Thử nghiệm Tap thường được sử dụng để phát hiện thiệt hại phân tách gần bề mặt, nhưng nó trở nên kém đáng tin cậy hơn vì sự phân tách nằm ở độ sâu bên dưới bề mặt. Thử nghiệm hình nón không hữu ích để phát hiện các loại thiệt hại khác, chẳng hạn như vết nứt nhựa và sợi bị hỏng.
Các kỹ thuật NDE tiên tiến hơn để phát hiện vật liệu tổng hợp là thử nghiệm trở kháng, X quang tia X, Nhiệt kế và Siêu âm. Trong số các kỹ thuật này, siêu âm được cho là chính xác và thiết thực nhất và thường được sử dụng để đo lường thiệt hại. Siêu âm có thể được sử dụng để phát hiện các lớp nhỏ nằm bên dưới bề mặt, không giống như kiểm tra trực quan và thử nghiệm bộ gõ.
Bước 2: Loại bỏ vật liệu bị hư hỏng
Một khi mức độ của khu vực bị hư hỏng được sửa chữa đã được xác định, các lớp bị hư hỏng phải được loại bỏ. Các cạnh của lớp âm thanh sau đó được làm thon đến một góc nông. Tỷ lệ độ dốc côn, còn được gọi là góc chu vi, phải nhỏ hơn 12: 1 (<5°) to minimise shear strain along the bondline after repairing the patch. The shallow angle also compensates for some errors in process and other operational variables that may reduce patch adhesion. As shown in Figure 65.
Hình 65: Bảng cân bằng bản vá nhúng
Bước 3: Chuẩn bị bề mặt
Các lớp gần khu vực nhúng nên được chà nhám bằng giấy nhám và sau đó loại bỏ bụi và chất gây ô nhiễm. Chúng tôi khuyến nghị rằng nếu khu vực nhúng đã được tiếp xúc với môi trường trong một khoảng thời gian đáng kể, nó nên được làm sạch bằng dung môi để loại bỏ ô nhiễm.
Bước 4: Công cụ hình thành/Phim
Một tấm hỗ trợ cứng nhắc với các đường viền ban đầu của cấu trúc tổng hợp là cần thiết để đảm bảo rằng việc sửa chữa có cùng hình học với cấu trúc xung quanh.
Bước 5: Lôi
Sửa chữa nhiều lớp thường được thực hiện bằng cách sử dụng một chuỗi tối thiểu của các đầu tiên được ưu tiên. Mặc dù việc sửa chữa này có thể chấp nhận được, nó tạo ra các khu vực giàu nhựa tương đối yếu ở các cạnh của mỗi lớp tại giao diện sửa chữa. Trình tự dán lớp đầu tiên tối đa đầu tiên, trong đó lớp đầu tiên của vải cốt thép bao phủ hoàn toàn khu vực làm việc, tạo ra kết nối giao thoa mạnh hơn. Nó tuân theo các hướng dẫn SRM của nhà sản xuất.
Việc lựa chọn vật liệu gia cố là rất quan trọng để đảm bảo rằng việc sửa chữa có tính chất cơ học chấp nhận được. Vải gia cố hoặc băng nên giống như vật liệu gia cố được sử dụng trong composite ban đầu.
Định hướng sợi của lớp cốt thép trong gỗ dán sửa chữa phải phù hợp với lớp gỗ dán ban đầu để các tính chất cơ học của sửa chữa càng gần càng tốt với các vật liệu ban đầu.
3, Sửa chữa các cạnh kéo dài cánh và các khu vực chuyển tiếp
Các cạnh của cánh của bảng điều khiển rất dễ bị hư hại. Các đường mòn 4 inch đặc biệt dễ bị ảnh hưởng và xử lý trên mặt đất, cũng như các cuộc đình công sét. Sửa chữa có thể khó khăn trong lĩnh vực này vì có thể liên quan đến việc tăng cường da và kéo dài. Sửa chữa các lõi tổ ong trên các cạnh bị hư hỏng hoặc các tấm tương tự như sửa chữa yêu cầu thay thế cốt lõi và các cấu trúc tổ ong bánh sandwich bị hư hỏng được thảo luận trong một hoặc cả hai phần sửa chữa bảng điều khiển. Thiệt hại được nghiên cứu, các lớp bị hư hỏng và lõi được loại bỏ, phần được sấy khô, một lõi mới được lắp đặt, một lớp sửa chữa được áp dụng, chữa khỏi và kiểm tra sau khi sửa chữa. Một sửa chữa cạnh dấu vết cánh điển hình được thể hiện trong Hình 66.
Hình 66: Sửa chữa cạnh của cánh
4, sửa chữa bằng cách tiêm nhựa
Sửa chữa phun nhựa được sử dụng cho các lớp rắn của xây dựng nhiệm vụ nhẹ với thiệt hại nhỏ do phân tách. Hai lỗ được khoan ở bên ngoài khu vực phân tách và nhựa độ nhớt thấp được bơm vào một trong các lỗ cho đến khi nhựa chảy ra khỏi lỗ khác. Sửa chữa phun nhựa đôi khi được sử dụng trong các cấu trúc tổ ong bánh sandwich để sửa chữa sự tách rời của bảng điều khiển. Nhược điểm của phương pháp phun nhựa là rất khó để loại bỏ độ ẩm khỏi khu vực bị hư hại do các sợi bị cắt do kết quả của việc khoan, gây khó khăn cho việc tiêm nhựa hoàn toàn, như trong Hình 67.
Hình 67: Sửa chữa bằng cách tiêm nhựa
Được tiếp tục
Nguồn trang web công khai "Composites Frontier"