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1、一种蒙皮修补方案对夹层结构压缩性能的影响蜂窝夹层结构是复合材料的一种特殊类型1。蜂窝夹层结构通常是由比较薄的面板与比较厚的芯子胶接而成2。一般面板采用强度和刚度比较高的材料，芯子采用密度比较小的材料，如蜂窝芯、泡沫芯、波纹板芯等。蜂窝夹层结构具有比强度和比刚度高的优点，可以充分发挥材料的抗弯强度和抗弯刚度，比传统结构减重10%30%3。夹层结构具有重量轻、弯曲刚度及强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音、隔热等优点，因此在飞行器结构上得到了广泛应用，对结构减重有良好的效果。然而复合材料层间强度低，抗冲击性能差的固有缺点导致在制造和使用过程中不可避免的会存在缺陷或损伤，所有复合材料的损伤以及受损结构
2、的修补问题得到了国内外专家及研究者的广泛关注。然而目前在这方面的研究中，绝大部分是理论上的研究，不针对特定结构，能针对典型结构给出指导性的修补方案的研究还比较少，文章通过试验研究了一种针对蒙皮的修补方案对蜂窝夹层结构抗压性能的影响。 1 试验件结构特点及损伤情况 试验件示意图见图1，主要由下蒙皮、胶粘剂、蜂窝芯、胶粘剂、上蒙皮组成。试验件平面尺寸为500mm500mm，面板材料为T300/BA9913预浸料：含胶量为312%，固化后单层厚度为0.125mm，由中航复合材料有限责任公司生产，上下面板铺层为-45/0/45/90s；芯材材料为芳纶纸蜂窝芯材（NRH-2-48（0.05），蜂窝高度6
3、mm：由中航复合材料有限责任公司生产；上下面板与蜂窝芯材之间的胶膜为J-272C胶膜：厚度（0.250.02）mm，面密度：（30030）g/m2，纱网载体胶膜，黑龙江石化所。 模拟分层缺陷采用预制缺陷的方法，即在铺叠预浸料过程中，按表1规定的位置、尺寸预先在上蒙皮置入两层无孔聚四氟乙烯薄膜，缺陷位置及补强片位置示意图见图2。蒙皮修补方式采用贴补法补强，补强面板材料为T300/BA9913预浸料，铺层为90/+45/0/-45，补强材料与试验件面板胶接采用J-272B胶膜：厚度（0.180.02）mm，面密度：（22030）g/m2，纱网载体胶膜，黑龙江石化所。补强材料贴补在上面板靠近蜂窝一侧
4、。预制缺陷及补强片和上蒙皮的剖面示意图见图3。 试验件分组见表1。 2 试验件制造 其工艺过程如图4所示。 上蒙皮固化工艺为：室温抽真空，加压0.4MPa后，升温至120，保温2小时，降温至70以下卸压。0.5/min升温速率1.5/min，降温速率1.5/min。 胶接共固化工艺为：室温抽真空，加压0.3MPa后，升温至85，保温0.5小时，升温至120，保温2小时，降温至70以下卸压。0.5/min升温速率1.5/min，降温速率1.5/min。 3 试验结果及分析 对五种不同的类型的典型压缩试验件进行了压缩试验测试，其试验结果见表2。 从图5可以看出，试验件的应变-载荷曲线都是呈线性的。
5、从表2的试验结果可以看出： （1）B组的平均抗压力比A组低6%，C组的平均抗压力与A组低0.9%，说明面板置入分层缺陷后，抗压力降低，置入的分层缺陷尺寸越大，抗压力降低的越显著。 （2）D组的抗压力比C组低11.1%，E组的抗压力比B组低20%，主要原因可能是由于上面板贴补强片后，补强片与蜂窝胶接的区域蜂窝发生变形，导致试验件整体抗压性能降低。 对破坏后的典型压缩试验件进行无损检测，发现面板的分层缺陷尺寸保持原来的大小，面板也未发现新的缺陷，初步判断试验件的破坏方式为蜂窝破坏。 4 结束语 该修补方式会导致蜂窝夹层结构典型压缩试验件抗压性能的降低。 复合材料有着巨大的发展潜力，但我们也应该看到其面临的各种难题，并不断努力使其尽快完善起来。