一種復合材料蒙皮膠結方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于復合材料蒙皮之間膠結新型工藝，此新型工藝屬于復合材料及其成型應用技術領域。
【背景技術】
[0002]復合材料具有高比強度、高比模量、良好的抗疲勞特性、獨特的材料及結構可設計性等優良特性，可顯著地提高飛機的結構效率和使用壽命，減輕質量，改善氣動力等性能，因而在航空飛行器上獲得了日益廣泛的應用。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是設計一種適用于復合材料蒙皮之間膠結的新型工藝，是通過先在機身骨架加工穿絲槽，將蒙皮膠結在骨架上，然后在蒙皮連接位置開梯形槽，梯形槽內布置玻纖，玻纖鋪層為[45/90] s，然后涂膠，固化，再在蒙皮下方膠結玻纖穿絲帶，玻纖穿絲帶穿過骨架上的穿絲槽，最后修型，使接縫和兩蒙皮成為一整體，并通過玻纖穿絲帶加固，以達到膠結強度的優化。
[0004]本發明是這樣實現的:
[0005]一種適用于復合材料蒙皮膠結方法，所述膠結方法包括如下步驟:
[0006]第一步，先在機身骨架上開40X 3mm穿絲槽，采用膠黏劑將兩塊蒙皮膠結在機身骨架上，兩塊蒙皮接縫對齊。
[0007]第二步，待膠黏劑固化后，在蒙皮接縫位置兩側對稱開設階梯矩形槽，每一側的階梯矩形槽均分為三層，上層和底層鋪覆45度玻纖，中間層鋪90度玻纖，玻纖根據矩形槽尺寸裁剪，設計鋪層結構為[45/90] s。
[0008]第三步，玻纖鋪層鋪好后，在玻纖鋪層表面涂刷樹脂膠膠黏劑，等待固化。
[0009]第四步，樹脂膠膠黏劑固化完成后，膠結玻纖穿絲帶穿過穿絲槽，并且將玻纖穿絲帶兩端分別膠結在骨架兩側的蒙皮上，進一步加固蒙皮，最終使兩塊蒙皮和機身骨架成一整體，最后打磨修型，完成膠結。
[0010]本發明的有益效果是:
[0011]通過本發明，將蒙皮的膠結接縫設計為階梯形，可有效降低膠層內應力，分散蒙皮和膠縫間的偏心力矩，從而有效提高接頭的剝離強度，而膠縫內布置玻璃纖維鋪層，使膠縫也以復合材料形式與蒙皮成為整體結構，玻璃纖維鋪層設計為[45/90]s，通常在復合材料層合板設計中45度鋪層承受剪切載荷，90度鋪層承受橫向載荷和泊桑效應，因此這種鋪層結構加強了蒙皮接縫承受剪切載荷和橫向載荷的能力，最后玻璃纖維穿絲帶把蒙皮和骨架連接在一起，這樣不但輔助增加了膠縫連接強度，而且相比較機械連接件，復合材料膠縫在受力較小的次要結構上能夠減重約25%，在受力較大的主要結構上能夠減重5%?10%，并能獲得平滑的結構表面，大面積膠結還能減少成本，無電偶腐蝕，密封性好。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明中兩部分蒙皮粘結到機身骨架的結構示意圖；
[0013]圖2為本發明中玻璃纖維穿絲帶的布置示意圖；
[0014]圖3為本發明中接縫處玻璃纖維鋪層結構和方式示意圖。
[0015]圖中:
[0016]1.蒙皮A ; 2.蒙皮B ;3.機身骨架；4.接縫； 5.穿絲槽；
[0017]6.玻纖穿絲帶；7.玻璃纖維鋪層；8.底層；9.中層； 10.上層。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實例對本發明的一種復合材料蒙皮膠結方法進行進一步詳細說明。
[0019]本發明提供一種復合材料蒙皮膠結方法，所述膠結方法包括如下步驟:
[0020]第一步，兩部分蒙皮膠結:如圖1所示，以兩塊蒙皮Al和蒙皮B2為例進行說明。在機身骨架3上加工40 X 3mm穿絲槽5。所述機身骨架3的截面為T形結構，所述穿絲槽5加工在機身骨架3的豎直結構上并且左右貫通。蒙皮膠結時，先將機身骨架3上表面(即膠結面)和蒙皮Al、蒙皮B2將要膠結的面打磨、清理干凈，然后涂膠黏劑，蒙皮Al、蒙皮B2之間形成的接縫4對齊粘結到機身骨架3的中軸對稱位置，等待膠黏劑固化。
[0021]第二步，如圖2所示，沿著蒙皮Al與蒙皮B2的接縫4的左右兩側位置，對稱開階梯矩形槽，左右兩側的階梯矩形槽均分為三層，底層8、中層9和上層10。每層階梯的深度相等，總深度為蒙皮厚度的80% ;每個矩形槽的寬度相等，均為5mm?7mm。
[0022]所述的階梯矩形槽的上層10和底層8鋪覆45度玻璃纖維鋪層(簡稱玻纖7鋪層)，中層9鋪90度玻纖鋪層7，玻纖根據矩形槽尺寸裁剪，設計鋪層結構為[45/90] s。
[0023]所述鋪層具體是指:靠近接縫4兩側為底層8，向上依次為中層9和上層10。底層8鋪設45度玻纖鋪層7，玻纖厚度為底層8的深度；然后在底層8玻纖鋪層7和中層9表面鋪90度玻纖鋪層7，玻纖厚度為中層9深度；然后在中層玻纖鋪層7和上層10表面鋪45度玻纖鋪層7，玻纖厚度為上層10深度。
[0024]第三步，玻纖鋪層7鋪好后，調好樹脂膠膠黏劑，均勻涂刷在玻纖鋪層7上，注意涂刷時將膠黏劑內氣泡趕盡，等待固化。
[0025]第四步，固化完成后，裁剪35 X 100X Imm玻纖穿絲帶6，通過機身骨架3上穿絲槽5，并將玻纖穿絲帶6的兩端膠結在機身骨架3兩側的蒙皮下表面，進一步加固蒙皮，最終使蒙皮A、蒙皮B和機身骨架3成為一個整體，固化完成根據氣動外形形狀打磨修型,膠結完成。
[0026]所述蒙皮Al、蒙皮B2均為復合材料蒙皮,所述膠黏劑需選用強度高、耐熱性好的膠黏劑，可以是環氧膠、酚醛-縮醛膠、快固丙烯酸酯膠、α-氰基丙烯酸酯膠、聚氨酯膠等。
【主權項】
1.一種復合材料蒙皮膠結方法，其特征在于:所述膠結方法包括如下步驟， 第一步，采用膠黏劑將兩塊蒙皮膠結在機身骨架上，兩塊蒙皮接縫對齊； 第二步，待膠黏劑固化后，在蒙皮接縫位置兩側對稱開設階梯矩形槽，每一側的階梯矩形槽均分為三層，上層和底層鋪覆45度玻纖鋪層，中間層鋪90度玻纖鋪層，設計鋪層結構為[45/90] s； 第三步，玻纖鋪層鋪好后，在玻纖鋪層表面涂刷膠黏劑，等待固化； 第四步，膠黏劑固化完成后，膠結玻纖穿絲帶穿過穿絲槽，并且將玻纖穿絲帶兩端分別膠結在骨架兩側的蒙皮上，進一步加固蒙皮，最終使兩塊蒙皮和機身骨架成一整體，最后打磨修型，完成膠結。
2.根據權利要求1所述的一種復合材料蒙皮膠結方法,其特征在于:所述穿絲槽加工在機身骨架上，所述機身骨架的截面為T形結構，所述穿絲槽加工在機身骨架的豎直結構上并且左右貫通。
3.根據權利要求1所述的一種復合材料蒙皮膠結方法，其特征在于:蒙皮膠結時，先將機身骨架上表面和兩塊蒙皮上需要膠結的面打磨、清理干凈，然后涂膠黏劑，兩塊蒙皮之間形成的接縫對齊粘結到機身骨架的中軸對稱位置。
4.根據權利要求1所述的一種復合材料蒙皮膠結方法，其特征在于:所述階梯矩形槽，每層階梯的深度相等，總深度為蒙皮厚度的80%;每個矩形槽的寬度相等，均為5mm?7mm。
5.根據權利要求1所述的一種復合材料蒙皮膠結方法，其特征在于:所述鋪層具體是指，靠近接縫兩側為底層，向上依次為中層和上層，底層鋪設45度玻纖鋪層，玻纖厚度為底層的深度；然后在底層玻纖鋪層和中層表面鋪90度玻纖鋪層，玻纖厚度為中層深度；然后在中層玻纖鋪層和上層表面鋪45度玻纖鋪層，玻纖厚度為上層深度。
6.根據權利要求1所述的一種復合材料蒙皮膠結方法，其特征在于:所述蒙皮為復合材料蒙皮，所述膠黏劑選用環氧膠、酚醛-縮醛膠、快固丙烯酸酯膠、α -氰基丙烯酸酯膠或聚氨酯膠。
【專利摘要】本發明公開了一種復合材料蒙皮膠結方法，所述方法將蒙皮膠結在骨架上，然后在蒙皮連接位置開階梯矩形槽，矩形槽內布置玻纖鋪層，玻纖鋪層為[45/90]s，然后在蒙皮下方膠結玻纖穿絲帶，玻纖穿絲帶穿過骨架上的穿絲槽，最后修型，使接縫和兩蒙皮成為一整體。本發明，將蒙皮的膠結接縫設計為階梯形，可有效降低膠層內應力，分散蒙皮和膠縫間的偏心力矩，從而有效提高接頭的剝離強度，加強了蒙皮接縫承受剪切載荷和橫向載荷的能力；復合材料膠縫在受力較小的次要結構上能夠減重約25％，在受力較大的主要結構上能夠減重5％～10％，并能獲得平滑的結構表面，大面積膠結還能減少成本，無電偶腐蝕，密封性好。
【IPC分類】B29C70-84, B29C70-34
【公開號】CN104626623
【申請號】CN201410826236
【發明人】曾凡俊, 孫延波, 柳炎冰, 孟昭發
【申請人】深圳市博爾創意文化發展有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月25日