文档名：基于VARI工艺的碳纤维复合材料快速修理飞机铝合金裂纹的研究
摘要：考虑到飞机战伤抢修需求,在现有的复合材料胶接修理基础上提出了一种基于真空辅助树脂灌注(VARI)工艺的金属裂纹快速修理方法,通过静力拉伸和疲劳实验将VARI修理工艺与传统湿法胶接修理工艺、机械补强修理工艺进行对比,获得了不同修理工艺下实验件的静强度恢复率、疲劳寿命、修理时间及比静拉伸强度恢复率,借助有限元分析法深入研究了VARI修理件的损伤过程,并以比静拉伸强度恢复率为指标,利用DesignEx-pert软件进一步优化了修理补片参数.结果表明:在三种修理工艺中,VARI修理工艺效果最佳,采用VARI修理的实验件静强度能恢复至完好实验件的90.3％,疲劳寿命相比未修理实验件增长了31.4倍;与传统湿法胶接修理相比,采用VARI修理可将修理时间缩短60.2％;与机械补强修理相比,采用VARI修理可将实验件增重降低53.5％,比静拉伸强度恢复率提高146.6％;对于长度为20mm的裂纹,补片长度60mm、宽度64.8mm、铺层数目四层(即补片厚度1mm)为最优补片参数.
Abstract：Consideringtheneedsofaircraftbattledamagerepair,basedonthebondedcompositerepairs,ametalcrackrapidrepairmethodbasedonvacuumassistedresininfusion(VARI)processwasstudied.TheVARIrepairprocesswascomparedwiththetraditionalwetbondedrepairprocessandmechanicalreinforcementrepairprocessthroughstatictensionandfatigueexperiments,thestaticstrengthrecoveryrate,fatiguelife,repairtimeandspecificstaticstrengthrecoveryrateofthespecimensunderdifferentrepairprocesseswereobtained.ThedamageprocessoftheVARIrepairspecimenwasdeeplystudiedwiththehelpoffiniteelementanalysismethod.Takingthespecificstatictensilestrengthrecoveryrateastheindex,therepairpatchparameterswerefurtheroptimizedbyusingDesignExpertsoftware.Theresultsshowthatamongthethreerepairprocesses,thequalityofVARIrepairprocessisthebest.ThestaticstrengthofthespecimenrepairedbyVARIcanberestoredto90.3％oftheintactspecimen,andthefatiguelifeis31.4timeslongerthanthatofthenonrepairedspecimen;comparedwiththetraditionalwetbondingrepair,therepairtimecanbeshortenedby60.2％byusingVARIrepair;comparedwithmechanicalstrengtheningrepair,VARIrepaircanreducethein-creaseofspecimenweightby53.5％andincreasethespecificstaticstrengthrecoveryrateby146.6％;forthecrackwithalengthof20mm,thepatchlengthof60mm,thewidthof64.8mmandthenumberofpatchlayersof4(thepatchthicknessof1mm)aretheoptimalpatchparameters.
作者：汪愿 孙运刚 符彬 刘文浩 宣善勇 刘鹏 Author：WANGYuan SUNYungang FUBin LIUWenhao XUANShanyong LIUPeng
作者单位：国营芜湖机械厂,安徽芜湖241007;安徽省航空复合材料维修工程技术研究中心,安徽芜湖241007国营芜湖机械厂,安徽芜湖241007
刊名：材料导报
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(6)
分类号：TB332
关键词：飞机铝合金裂纹 真空辅助树脂灌注修理 疲劳寿命 比静拉伸强度恢复率 有限元模拟
Keywords：aircraftaluminumalloycracks vacuumassistedresininfusionrepair fatiguelife specificstatictensilestrengthrecoveryrate finiteelementsimulation
机标分类号：TB332V214.8TQ327.3
在线出版日期：2024年5月8日
基金项目：基于VARI工艺的碳纤维复合材料快速修理飞机铝合金裂纹的研究[
期刊论文] 材料导报--2024, 38(6)汪愿 孙运刚 符彬 刘文浩 宣善勇 刘鹏考虑到飞机战伤抢修需求,在现有的复合材料胶接修理基础上提出了一种基于真空辅助树脂灌注(VARI)工艺的金属裂纹快速修理方法,通过静力拉伸和疲劳实验将VARI修理工艺与传统湿法胶接修理工艺、机械补强修理工艺进行对比,...参考文献和引证文献
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