[发明专利]一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法

权利要求书

1.一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法，其特征在于：具体步骤如下：

（一）通过查阅结构图纸或数模确定的隔框腹板厚度参数，并根据剩余刚度匹配原则，确定复合材料胶接修理铺覆层数及加强盒段厚度；

（二）打磨待修理区域，去除表面漆层及阳极化层，并用丙酮清洁待修理区域表面；

（三）利用复合材料胶接修理工艺方法，采用炭纤维机织布通过J-349-1结构胶对待修理区域进行粘接，粘接过程中炭纤维机织布不能与待修理区域内的金属结构接触，避免出现电化学腐蚀；

（四）胶接修理完成后，根据胶接区域的实际结构外形，使用弓形夹具对胶接区域进行修正，保证复合材料与隔框之间贴合，接着对胶接区域进行加热固化，固化结束后清理残胶，并对固化区域上多余的复合材料进行毛刺打磨；

（五）通过逆向工程软件平台获取待修理区域的外形轮廓，并在此基础上设计制造铝合金盒段，并进行开孔；

（六）将开孔后的铝合金盒段安装在固化后的胶接修理区域上；

（七）机械连接修理完成后，检查修理质量，并恢复表面漆层。

2.根据权利要求1所述的一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法，其特征在于：步骤（一）中剩余刚度匹配原则中的匹配公式如下：

其中：E_J、T_J为结构材料的弹性模量与基材厚度；

E_B、T_B为修补材料的弹性模量与修补厚度；

a、L分别为基试验件裂纹长度和试验件宽度。

3.根据权利要求1所述的一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法，其特征在于：步骤（三）中复合材料胶接修理工艺方法的具体过程如下：

（A）确定损伤及修理区域：清洗损伤区域，按缺陷大小形状，用光滑的线条将其圈出，用压敏胶带进行标记；

（B）表面处理：用细砂纸对标记区域进行打磨，打磨后再次清洗，并保持修理区域充分干燥；

（C）补片准备及实施修理：根据原有损伤区域复合材料的大小和铺层信息，使用两层EW100A炭纤维机织布从内侧对隔框破损腹板面以及圆弧筋条区域进行贴补，使用一层EW100A炭纤维机织布、两层CF3031炭纤维机织布从外侧对腹板面以及上部缘条进行贴补；

（D）修理区域固化：根据胶固化工艺对修理区域进行加热固化，并放置热电偶进行温度监控。

4.根据权利要求1所述的一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法，其特征在于：步骤（四）中对胶接区域进行加热固化的过程具体为：使用红外烘灯在80℃的温度下，保持3h。

5.根据权利要求1所述的一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法，其特征在于：步骤（五）中制造铝合金盒段的具体过程如下：

（a）基于逆向工程软件平台获取零件轮廓；

（b）利用CATIA DSE模块逆向设计获取零件数模；

（c）利用3D打印光固化快速成型技术获取验装件；

（d）若验装件尺寸参数合格，则利用数控铣切加工铝合金盒段；

（e）若验装件尺寸参数不合格，则返回步骤（c）中重新获取，直至尺寸参数合格。

6.根据权利要求1所述的一种复杂金属结构大尺寸孔洞损伤修复方法，其特征在于：步骤（六）中铝合金盒段具体安装过程如下：

（I）将开孔后的铝合金盒段置于胶接区域上，并用J-190填料填充间隙；

（II）使用手持式气动铆钉枪引孔，并采用定位销定位，完成孔预制；

（III）采用铆钉依次进行连接，铆钉连接前涂覆TB06-09底漆并进行湿装配。