1、本次教學內容分為三個部分：本次教學內容分為三個部分： 第一部分第一部分 復合材料的基本概念和復合材料的基本概念和 基礎知識基礎知識 第二部分第二部分 復合材料制造與維修的復合材料制造與維修的 相關知識相關知識 第三部分第三部分 復合材料的維修復合材料的維修第一章第一章 復合材料的定義復合材料的定義一、復合材料的定義 定義：將定義：將兩種或兩種以上兩種或兩種以上組織結構不同的物組織結構不同的物 質，質，自然地或人為地自然地或人為地構成構成性質不同性質不同的的 另一種另一種多相多相材料稱之為復合材料。材料稱之為復合材料。二、常見復合材料舉例 自然形成的復合材料：自然形成的復合材料： 木材（各種樹干

2、）、竹子、各種植物的 莖等 人為加工的復合材料：人為加工的復合材料： 泥巴墻：將泥土涂在蘆葦編織的網格上 混凝土：石子、水泥、(鋼筋) 現代工業常用的先進的復合材料：現代工業常用的先進的復合材料： 玻璃鋼：玻璃纖維增強環氧樹脂 芳綸纖維、硼纖維、碳纖維等增強樹脂第二章第二章 復合材料的分類與簡介復合材料的分類與簡介 復合材料主要由兩部分組成：增強體增強體+基體；基體； 其分類方法較多，其中最常用的是按基體和增強體類型分，如： 顆粒增強復合材料； 夾層增強復合材料； 纖維（連續纖維和短纖維）增強復合材 料； 樹脂基復合材料， 金屬基復合材料， 陶瓷基復合材料， 還有比較特殊的先進碳基復合材料：

3、碳基復合材料，表示方法為：C/C； 一一、顆粒增強復合材料、顆粒增強復合材料 將各種形狀的增強顆粒嵌鑲在基體中構成 的多相材料。二、夾層復合材料二、夾層復合材料 1. 夾層板復合材料，如三合板等。 2. 夾芯結構復合材料 夾芯結構復合材料由兩部分組成：面板+芯材 面板：樹脂基復合材料板、鋁合金板、 不銹鋼板、鈦合金板及高溫合金板等。 芯材：泡沫、波紋板、蜂窩芯等。 蜂窩結構的作用 蜂窩結構其作用主要是減輕結構重量，提高 結構的抗彎剛度。 蜂窩夾芯的材質及類型 蜂窩夾芯是夾層復合材料中最常用的夾芯結 構，形狀有六角形、菱形、矩形等。按制造 材料不同，有鋁蜂窩、芳綸紙蜂窩和玻璃布 蜂窩等。三、纖維

4、增強復合材料三、纖維增強復合材料 纖維增強復合材料所用纖維有玻璃纖維、碳 纖維（石墨纖維）、芳綸纖維、硼纖維等。 1. 纖維增強原理纖維增強原理 物質強度理論認為：物質強度理論認為： 材料的強度取決于物質的分子結構結構 的完整性（雜質、位錯、其它缺陷等）。 2纖維的種類與性能簡介纖維的種類與性能簡介 碳纖維碳纖維 20世紀60年代,英國首先研制成功碳纖維，繼而日本又以聚丙烯腈（PAN）為基礎研制出PAN基碳纖維。飛機結構上主要采用聚丙烯腈基碳纖維，此類碳纖維從性能上可分為高強度型、超高強度型、高模量型等。下表給出了典型碳纖維的品種與性能。表1-1幾種典型碳纖維性能數據 纖維類型纖維性能高強度型

5、高彈性模量高彈性模量高應變型密度（Kg/m3）17001800180019001900210017001800纖維直徑(m)78788958拉伸彈性模量(GPa)220250340380520550240270抗拉強度(Gpa)2.53.52.22.41.81.94.04.7斷裂延伸率(%)1.21.40.60.70.30.41.71.8 電阻率(/m)151891067線脹系數(10-6/) 0.5 0.7 0.6 0.5 碳纖維的性能碳纖維的性能 目前飛機上使用的復合材料以碳纖維目前飛機上使用的復合材料以碳纖維/環氧樹脂為代表，環氧樹脂為代表，它具有比較高的比強度和比模量它具有比較高的比強

6、度和比模量，可使飛機的結構重可使飛機的結構重量大幅度下降。量大幅度下降。芳綸纖維（芳綸纖維（Aramid） 該纖維是美國杜邦（DUPONT）化學公司1968年推出的一種高強度、高模量和低密度的有機纖維。主要品種有： KevLar 29、 KevLar 129、KevLar 49、 KevLar 149。（凱夫拉爾） 前兩種主要用作輪胎簾子線，后兩種可用在飛機上。 芳綸纖維的應用芳綸纖維的應用 由于芳綸纖維的一系列優點，自由于芳綸纖維的一系列優點，自70年代以來，年代以來，很多機種的玻璃纖維復合材料已由芳綸纖維復很多機種的玻璃纖維復合材料已由芳綸纖維復合材料所取代，尤其是芳綸纖維與碳纖維混雜合材

7、料所取代，尤其是芳綸纖維與碳纖維混雜后，可以優勢互補，使芳綸纖維的抗壓強度提后，可以優勢互補，使芳綸纖維的抗壓強度提高一倍，碳纖維的沖擊韌性提高一倍。高一倍，碳纖維的沖擊韌性提高一倍。 玻璃纖維玻璃纖維 玻璃纖維是應用最早最廣的一種纖維，早在二十世紀30年代就在復合材料中獲得應用。玻璃纖維通常有兩種形式，即長纖維和短纖維。這兩種形式的纖維都可以用同一種方法制作。簡單地說，其生產過程是將硅砂、石英、硼酸和其它成分（粘士、氟石等）干混后，經高溫爐熔融，熔化后的液態玻璃通過漏絲板即形成玻璃纖維。 玻璃纖維的性質玻璃纖維的性質 玻璃纖維彈性模量比較低，價格低廉。 玻璃纖維最常用的有 “E” 型和 “S

8、” 型，前者主要用于“電子儀表板” ，后者主要用于高強度結構。S玻纖比E玻纖相比，其抗壓強度，抗拉強度，彈性模量略高，密度降低， 更耐強酸，但成本較高。 其它如 “A”、“C”、“D” 型玻璃纖維，因其強度太低不適合飛機結構使用。四、樹脂基復合材料四、樹脂基復合材料 在整個復合材料家族中，樹脂基復合材料是使用最廣、最多、最重要的一種，這其中又以纖維增強的樹脂基復合材料最為突出。 （纖維增強）樹脂基復合材料的組成（纖維增強）樹脂基復合材料的組成 組成：樹脂+纖維 纖維在前面已經作了介紹，這里主要介紹基 體材料樹脂。 樹脂基體的作用樹脂基體的作用 常有人錯誤的認為，復合材料的性能主要由增強體纖維決

9、定，與基體無關。實際上基體材料也是不可忽視的重要因素。歸納起來樹脂基體具有如下重要作用：對增強體（纖維）的支撐作用（固定纖維的分布和方向）；對增強體（纖維）的保護作用（防止環境的機械破壞和化學浸蝕，避免纖維自身摩擦）；影響斷裂韌性；橫向傳遞載荷的作用(已斷纖維承受的載荷其它纖維); 常用的樹脂基體大致分熱固性和熱塑性兩大類，航空上常用的有下列數種類型： 熱固性樹脂 熱塑性樹脂 環氧樹脂 聚乙烯 聚酯樹脂 聚苯乙烯 酚醛樹脂 聚丙烯 雙馬來酰 聚醚醚酮 亞胺樹脂 聚醚酰亞胺 聚酰亞胺樹脂 聚醚砜 聚苯硫醚 聚酰胺亞胺五、金屬基復合材料五、金屬基復合材料一）金屬基復合材料的特點一）金屬基復合材料的

10、特點 1 . 與樹脂基相比能在較高與樹脂基相比能在較高 的溫度環境下工作的溫度環境下工作 玻璃纖維 / 環氧樹脂（玻璃鋼）工作溫度 60 ； 先進樹脂復合材料工作溫度150 左右； 耐高溫樹脂復合材料工作溫度300 左右； 鋁、鎂基復合材料工作溫度400500 ； 鈦基復合材料工作溫度700800 。 工作溫度在400 以上，一般須用金屬基復合材料。2 . 良好的綜合性機械性能良好的綜合性機械性能3. 理化性能好理化性能好4. 在相同的栽荷條件下，裂紋擴展速度遠在相同的栽荷條件下，裂紋擴展速度遠 低于相應金屬。裂紋的逐步發展易發現，低于相應金屬。裂紋的逐步發展易發現， 不易發生突發性事故。不易

11、發生突發性事故。5. 與樹脂基相比，其缺點主要是：與樹脂基相比，其缺點主要是： 生產成型工藝困難； 易形成脆性界面層；六、陶瓷基復合材料六、陶瓷基復合材料 1.陶瓷基復合材料的優缺點陶瓷基復合材料的優缺點 主要優點如下：主要優點如下： 工作溫度高，適合高溫環境工作（碳纖維增工作溫度高，適合高溫環境工作（碳纖維增 強的陶瓷基復合材料工作溫度可達強的陶瓷基復合材料工作溫度可達 10001200）；）； 好的抗壓強度；好的抗壓強度； 優良的高溫抗氧化性能；優良的高溫抗氧化性能； 高溫下優良的尺寸穩定性。高溫下優良的尺寸穩定性。 主要缺點如下：主要缺點如下： 抗拉強度較低；抗拉強度較低； 較脆，常溫和

12、高溫下沖擊韌性偏低；較脆，常溫和高溫下沖擊韌性偏低； 不能進行常規緊固連接；不能進行常規緊固連接； 機械加工困難。機械加工困難。l為此，工程人員往往借助大型爐子進行整體成型，避免緊固連接，加工成近似的最終成形件或最終形狀，避免或減少機械加工。七、碳七、碳/碳（碳（C/C）基復合材料基復合材料 所謂碳/碳復合材料，就是用碳纖維增強基體碳的復合材料。該材料是當今能承受溫度最高的材料，同時具有很好的高溫強 度和尺寸穩定性。在極高的溫度下，不僅能保持，甚至還能 提高結構的性能。歸納起來碳/碳復合材料主要有下列特點與優點：l極高的耐溫性（可達35005000oF）（19302760）。l高溫下3500o

13、F（1930 ）強度實際有增加，而一般金屬和其它復合材料都將遭到破壞。l強度和剛度高。l形狀不隨溫度變化而變化，高溫下尺寸穩定性好。l抗燒蝕，燒蝕質量好，燒蝕中能保持結構特性。l良好的機械特性和良好的耐熱沖擊性。l碳纖維用目前的二維（平面）或三維（空間） 編織技術可得到優異的增強材料。碳碳/碳復合材料制造工藝過程碳復合材料制造工藝過程碳/碳復合材料制造工藝過程可歸納如下： 有機纖維編織預成形件 高溫碳化（石墨化） 固態熱解浸漬壓實 液態熱解浸漬 熱處理 氣態熱解機加工密封詳見下列工藝流程方框圖：A固化后的二維、三維增強預成形件 熱固樹脂 熱塑樹脂碳氫化合物蒸汽 固態熱解 液態熱解氣態熱解 浸漬

14、 浸漬 機械加工 碳化 熱處理 熱處理 熱處理 碳/碳復合材料一到四次一到三次一到四次第一部分教材內容到此結束謝謝！l第一章第一章 復合材料的組成復合材料的組成l一、復合材料的基礎成分與形式一、復合材料的基礎成分與形式l 復合材料的基礎成分主要有：樹脂、纖維、粘接復合材料的基礎成分主要有：樹脂、纖維、粘接劑（膠粘劑）、蜂窩芯等。劑（膠粘劑）、蜂窩芯等。l 1、基體、基體l 定義：基體是將復合材料中的增強體（纖維）定義：基體是將復合材料中的增強體（纖維）粘接并固定在一起的均勻材料（樹脂粘接并固定在一起的均勻材料（樹脂）。）。l 兩大類：熱塑性樹脂；熱固性樹脂。目前飛機兩大類：熱塑性樹脂；熱固性樹

15、脂。目前飛機上主要使用熱固性環氧樹脂體系。上主要使用熱固性環氧樹脂體系。2、增強體材料、增強體材料（1）玻璃纖維增強材料）玻璃纖維增強材料 玻璃纖維增強材料有多種形式：長絲、帶、織物和玻璃纖維增強材料有多種形式：長絲、帶、織物和預制件等。玻璃纖維也有多種型號：預制件等。玻璃纖維也有多種型號： E型型有電磁場使用要求的玻璃纖維，主要用于有電磁場使用要求的玻璃纖維，主要用于雷達天線罩等。雷達天線罩等。 C型型有好的防腐性能，用于防腐部分。有好的防腐性能，用于防腐部分。 S型型強度性能好，用于有強度要求的結構部件。強度性能好，用于有強度要求的結構部件。 E型和型和S型強度相似，但成本低，故波音飛機大

16、部分型強度相似，但成本低，故波音飛機大部分使用使用E型玻璃纖維。此外，還有型玻璃纖維。此外，還有M型、型、L型玻璃纖維等。型玻璃纖維等。（2）KEVLAR纖維纖維芳綸纖維芳綸纖維 KEVLARKEVLAR纖維是芳綸纖維的注冊商標。有很高的纖維是芳綸纖維的注冊商標。有很高的 拉伸強度和抗沖擊能力，但拉伸模量低。拉伸強度和抗沖擊能力，但拉伸模量低。KEVLARKEVLAR纖維纖維重量輕、強度大、韌性好，但抗壓強度低，吸水性強，重量輕、強度大、韌性好，但抗壓強度低，吸水性強，可吸收相當自身重量的可吸收相當自身重量的8%8%的水份。的水份。 KEVLARKEVLAR纖維有兩種類型：纖維有兩種類型： K

17、EVLAR49KEVLAR49為高剛度的、高強度的。為高剛度的、高強度的。 KEVLAR29KEVLAR29為低剛度的，很輕，密度略大于鋁的為低剛度的，很輕，密度略大于鋁的1/21/2。（3）碳）碳/石墨纖維石墨纖維 第一部分已有較祥細的介紹，這里不再重復。請注第一部分已有較祥細的介紹，這里不再重復。請注意一點，碳纖維是歐洲人的叫法，石墨纖維是美國人意一點，碳纖維是歐洲人的叫法，石墨纖維是美國人的叫法。嚴格講兩者在密度上還是有些區別的。的叫法。嚴格講兩者在密度上還是有些區別的。（4）陶瓷纖維）陶瓷纖維 陶瓷纖維是白色的，主要用于約陶瓷纖維是白色的，主要用于約22000F左右的高溫左右的高溫區如

18、防火墻、發動機高溫部件等。區如防火墻、發動機高溫部件等。（5）硼纖維（略）硼纖維（略）3、維修或制造復合材料的組份材料、維修或制造復合材料的組份材料（1）絲束）絲束 長絲也叫長絲也叫長纖維長纖維，是一根根的很長的纖維，是一根根的很長的纖維，也叫也叫單纖維絲單纖維絲，通常還稱為，通常還稱為縷縷。 由一定數量的單纖維絲結成束的稱之為束或由一定數量的單纖維絲結成束的稱之為束或股（紗）。束通常用于碳纖維，股（紗）通常用股（紗）。束通常用于碳纖維，股（紗）通常用于玻璃纖維和芳綸纖維，股中包含的單纖維絲的于玻璃纖維和芳綸纖維，股中包含的單纖維絲的數目要比束中包含的多。單向帶和織物一般是由數目要比束中包含的

19、多。單向帶和織物一般是由纖維束或股制成。束中包含纖維束或股制成。束中包含1000根單絲的用根單絲的用1K表示，表示，2000根的用根的用2K表示等。表示等。（2）單向帶（膠帶）單向帶（膠帶） 單向帶由束或股（紗）在樹脂基體中沿單一方向單向帶由束或股（紗）在樹脂基體中沿單一方向排列而成。排列而成。（3）織物）織物 織物是由纖維束（股）按一定的方式編織而成，織物是由纖維束（股）按一定的方式編織而成，纖維束有經線方向和緯線方向（也叫填充方向）之分。纖維束有經線方向和緯線方向（也叫填充方向）之分。經線方向是沿織物的縱向，即織物卷軸的展開方向。與經線方向是沿織物的縱向，即織物卷軸的展開方向。與經線相交（

20、垂直）的方向叫緯線方向（也叫填充方向）經線相交（垂直）的方向叫緯線方向（也叫填充方向）經線方向和緯線方向的識別：經線方向和緯線方向的識別：織物卷軸的展開方向為經線方向；織物卷軸的展開方向為經線方向；在織物中插入某種顏色的示蹤線定義為經線，如插在織物中插入某種顏色的示蹤線定義為經線，如插 入黃色的入黃色的KEVLAR經線；經線；在織物預浸料的塑料底膜上用紅色示蹤線表示經線在織物預浸料的塑料底膜上用紅色示蹤線表示經線 方向；方向； 在塑料底膜上用菱形圖案確定經向，菱形的銳角方在塑料底膜上用菱形圖案確定經向，菱形的銳角方 向表示經向。向表示經向。 經向的判斷與識別在復合材料維修過程中非常重要。經向的

21、判斷與識別在復合材料維修過程中非常重要。4）布邊）布邊 布邊也叫編織邊，其作用是防止織物邊緣布邊也叫編織邊，其作用是防止織物邊緣絲束的松散。布邊的編織結構與布內不同，強絲束的松散。布邊的編織結構與布內不同，強度等性能也有區別，故在制造或修理前應將布度等性能也有區別，故在制造或修理前應將布邊去除。邊去除。（5）粘接劑（膠粘劑）粘接劑（膠粘劑） 粘接劑有多種形式，如薄膜狀、糊狀、泡粘接劑有多種形式，如薄膜狀、糊狀、泡沫狀等。沫狀等。 膠膜膠膜 膠膜是涂在一層支持薄膜（網狀滌綸、尼龍、玻璃纖膠膜是涂在一層支持薄膜（網狀滌綸、尼龍、玻璃纖維布）上的膠粘劑，屬維布）上的膠粘劑，屬“B階段階段”環氧樹脂膠

22、。環氧樹脂膠。 主要優點：主要優點：使用方便，不需要混合的設備，性能穩定，使用方便，不需要混合的設備，性能穩定， 厚度均勻。厚度均勻。 主要缺點：主要缺點：必須冷凍保存，加溫加壓固化，價格較貴。必須冷凍保存，加溫加壓固化，價格較貴。糊狀粘接劑糊狀粘接劑 膠體和固化劑均為糊狀的粘接劑可室溫或加熱固化，膠體和固化劑均為糊狀的粘接劑可室溫或加熱固化，保存期長且不需冷藏。須注意的是，使用前倉促配制，保存期長且不需冷藏。須注意的是，使用前倉促配制，有導致人為錯誤可能，如混合不均勻、重量不準確等。有導致人為錯誤可能，如混合不均勻、重量不準確等。泡沫粘接劑泡沫粘接劑 泡沫粘接劑是含泡沫劑的環氧樹脂體系。固泡

23、沫粘接劑是含泡沫劑的環氧樹脂體系。固化時泡沫劑會膨脹，主要用于蜂窩搭接區域的化時泡沫劑會膨脹，主要用于蜂窩搭接區域的邊緣填充和粘接修理。泡沫劑的膨脹比在邊緣填充和粘接修理。泡沫劑的膨脹比在1.35.0之間。之間。 泡沫粘接劑有糊狀和膜狀兩種，膜狀即我泡沫粘接劑有糊狀和膜狀兩種，膜狀即我們常說的們常說的發泡膠條。發泡膠條。發泡膠條需冷藏保存，以發泡膠條需冷藏保存，以防從防從B階段開始固化。階段開始固化。 波音一般使用波音一般使用2500 F和和3500 F固化的發泡膠。固化的發泡膠。填充劑及類型填充劑及類型 填充劑是在混合后的樹脂中加入的材料，用以改變樹填充劑是在混合后的樹脂中加入的材料，用以改

24、變樹脂膠的性能，如密度、強度、彈性、粘性、導電性等。脂膠的性能，如密度、強度、彈性、粘性、導電性等。這對于蜂窩修理和防止脫開很有作用。常用的填充劑這對于蜂窩修理和防止脫開很有作用。常用的填充劑有：有：短纖維短纖維：它是由玻璃纖維、：它是由玻璃纖維、KEVLAR或碳纖維切割或碳纖維切割 而成，用于外形修理、錯位孔及沖擊孔的修理。而成，用于外形修理、錯位孔及沖擊孔的修理。碎纖維碎纖維：碎纖維是更小的磨碎纖維，用于小的表面：碎纖維是更小的磨碎纖維，用于小的表面 缺陷、劃傷、缺陷、劃傷、V形小刻痕及孔的修理。形小刻痕及孔的修理。微珠微珠：它是由玻璃和酚醛樹脂做的微小的球體。加：它是由玻璃和酚醛樹脂做的

25、微小的球體。加入樹脂中可降低樹脂的密度和彈性，可用于蜂窩芯邊入樹脂中可降低樹脂的密度和彈性，可用于蜂窩芯邊緣的填充、緊固件的填充和孔的修理。緣的填充、緊固件的填充和孔的修理。6）芯體材料）芯體材料 夾層結構包括兩部分，即芯體和蒙皮。芯體支撐夾層結構包括兩部分，即芯體和蒙皮。芯體支撐蒙皮防止翹曲并承擔平面剪切載荷，芯體必須具有高的蒙皮防止翹曲并承擔平面剪切載荷，芯體必須具有高的抗剪強度和抗壓剛度。芯體有蜂窩和泡沫兩種，波音主抗剪強度和抗壓剛度。芯體有蜂窩和泡沫兩種，波音主要使用蜂窩芯體。要使用蜂窩芯體。（7）預制件）預制件 定義：用預浸的或干燥的纖維或單向帶編織在一定形定義：用預浸的或干燥的纖維

26、或單向帶編織在一定形狀的陽模上（如管狀陽模）所得到的復合材料半成品。狀的陽模上（如管狀陽模）所得到的復合材料半成品。 工藝上一般采用長絲纏繞的方法。工藝上一般采用長絲纏繞的方法。 此工藝主要用于生產過程，與修理工作關系不大。此工藝主要用于生產過程，與修理工作關系不大。二、復合材料制造或維修中的工藝輔助材料二、復合材料制造或維修中的工藝輔助材料 復合材料制造或維修中用到的輔助材料很多，但它復合材料制造或維修中用到的輔助材料很多，但它們都不會成為被修理部件的一部分。們都不會成為被修理部件的一部分。 常用的工藝輔助材料有：常用的工藝輔助材料有：有孔分離膜有孔分離膜 真空袋真空袋無孔分離膜無孔分離膜

27、真空袋封嚴膠帶真空袋封嚴膠帶吸膠布吸膠布 記號筆和鉛筆記號筆和鉛筆均壓板均壓板 液態脫膜劑液態脫膜劑透氣布透氣布 脫膜織物脫膜織物第二章第二章 材料的管理材料的管理通常情況，復合材料制造和修理過程中一些材料，通常情況，復合材料制造和修理過程中一些材料，如預浸織布、預浸帶、樹脂、膠粘劑等都應在規定的如預浸織布、預浸帶、樹脂、膠粘劑等都應在規定的溫度范圍內存貯，存貯和使用都應有一定的時間限制。溫度范圍內存貯，存貯和使用都應有一定的時間限制。一、冷藏保管一、冷藏保管前面已提到，預浸織布、預浸帶、樹脂、膠粘劑等前面已提到，預浸織布、預浸帶、樹脂、膠粘劑等材料中的樹脂都處在材料中的樹脂都處在“階段階段”

28、，室溫保管會加速樹，室溫保管會加速樹脂的固化進程，發生膠連，失去使用的價值，必須存脂的固化進程，發生膠連，失去使用的價值，必須存放在帶有溫控設備的冷藏箱中低溫保存（如放在帶有溫控設備的冷藏箱中低溫保存（如00 F 18）。）。材料在運輸過程中的短期存放，一般采用干材料在運輸過程中的短期存放，一般采用干冰存放在隔熱容器中。波音規范（如）冰存放在隔熱容器中。波音規范（如）給出了每種材料的存貯溫度要求。給出了每種材料的存貯溫度要求。二、時間限制與壽命二、時間限制與壽命處在處在“B階段階段”的材料在存放和使用上都有一定的時間的材料在存放和使用上都有一定的時間限制。限制。請注意下面幾個概念：請注意下面幾

29、個概念：存放壽命存放壽命一種材料在低溫下存放所允許的最長時間。一種材料在低溫下存放所允許的最長時間。機械壽命機械壽命在室溫下（離開冰箱）到材料開始在室溫下（離開冰箱）到材料開始 固化前這段最長時間為機械壽命。固化前這段最長時間為機械壽命。處理壽命處理壽命室溫下完成鋪層和加壓的推薦時間室溫下完成鋪層和加壓的推薦時間 為處理壽命。處理壽命短于機械壽命。為處理壽命。處理壽命短于機械壽命。外露時間外露時間指一卷給定的材料處于室溫條件下指一卷給定的材料處于室溫條件下 所有的累積小時數。所有的累積小時數。請注意下列幾點：請注意下列幾點：（1）材料從冰箱取出時，應及時封裝在氣密袋中；）材料從冰箱取出時，應及

30、時封裝在氣密袋中；（2）材料在室溫下慢慢升溫，袋外會產生冷凝水，必須）材料在室溫下慢慢升溫，袋外會產生冷凝水，必須 等水氣消失后，方可打開包裝，切割材料；等水氣消失后，方可打開包裝，切割材料；（3）在材料切割操作之后，立即記錄材料的外露時間，）在材料切割操作之后，立即記錄材料的外露時間， 并將材料裝進密封的塑料袋中，送回冰箱存貯；并將材料裝進密封的塑料袋中，送回冰箱存貯；（4）材料的外露時間記錄應隨材料走；）材料的外露時間記錄應隨材料走；（5）如果冷凝水未干，就打開材料包裝，會使材料沾染）如果冷凝水未干，就打開材料包裝，會使材料沾染 上水汽，造成材料固化后多孔疏松，結構強度下上水汽，造成材料固

31、化后多孔疏松，結構強度下 降。降。第三章第三章 設施和設備設施和設備一、車間設備和工具一、車間設備和工具（1）手持工具）手持工具 在復合材料修理中，手持工具是最普通最常見的。在復合材料修理中，手持工具是最普通最常見的。除手持工具外，還有臺式工具，如帶鋸、帶式砂磨機、除手持工具外，還有臺式工具，如帶鋸、帶式砂磨機、臺鉆等。臺鉆等。（2）氣動工具）氣動工具 在碳纖維復合材料部件上不能使用電動工具，因為在碳纖維復合材料部件上不能使用電動工具，因為碳是導電的，加工時的粉塵易造成電動工具的短路。碳是導電的，加工時的粉塵易造成電動工具的短路。車間內如使用電動工具都應選用封閉型的。車間內如使用電動工具都應選

32、用封閉型的。（3）吸塵設備）吸塵設備 車間必須配備真空吸塵系統，用來吸集粉塵、車間必須配備真空吸塵系統，用來吸集粉塵、纖維絲和修理中產生的其它廢料。粉塵和纖維纖維絲和修理中產生的其它廢料。粉塵和纖維絲雖然無毒但能刺激呼吸道。碳纖維廢料最好絲雖然無毒但能刺激呼吸道。碳纖維廢料最好埋在地下。帶廢料收集的工作臺、抽風打磨隔埋在地下。帶廢料收集的工作臺、抽風打磨隔間是最好的吸塵設施。間是最好的吸塵設施。（4）切割工具）切割工具 復合材料切割的基本原則是：高速，低進給。復合材料切割的基本原則是：高速，低進給。碳纖維復材切割刀具碳纖維復材切割刀具 碳纖維復材的修整和切割主要使用碳纖維復材的修整和切割主要使

33、用金剛砂金剛砂刀刀具，而不用具，而不用高速鋼高速鋼刀具，因碳纖維復材的硬度刀具，因碳纖維復材的硬度很高，高速鋼刀具磨損很快。很高，高速鋼刀具磨損很快。 打磨一般使用打磨一般使用氧化鋁或碳化硅氧化鋁或碳化硅砂紙或砂布，砂紙或砂布，碳化硅比氧化鋁耐磨，工作時間長。碳化硅比氧化鋁耐磨，工作時間長。 銑刀刀頭可由硬質碳化物制做。銑刀刀頭可由硬質碳化物制做。玻璃纖維復材切割工具玻璃纖維復材切割工具 玻璃纖維硬度也很高，高速鋼刀具不適合，玻璃纖維硬度也很高，高速鋼刀具不適合，與碳纖維使用刀具相同。與碳纖維使用刀具相同。Aramid纖維復材切割工具纖維復材切割工具 Aramid纖維復材不象碳纖維和玻璃纖維那

34、纖維復材不象碳纖維和玻璃纖維那樣硬，可用高速鋼刀具。但要注意：樣硬，可用高速鋼刀具。但要注意： Aramid纖維復材的切割邊會有松散的纖維露出來，造纖維復材的切割邊會有松散的纖維露出來，造成不良后果。為克服這一毛病：成不良后果。為克服這一毛病： 一一 要將部件固定好，后用要將部件固定好，后用剪切的動作剪切的動作做切做切割；割； 二二 要在部件下面墊一塊支撐板（可用塑料要在部件下面墊一塊支撐板（可用塑料 板），切板），切 割時和支撐板一起切割割時和支撐板一起切割; 三三 刀具要鋒利。刀具要鋒利。 Aramid纖維最隹的切割方式是：纖維最隹的切割方式是：先將纖維繃先將纖維繃緊，后剪切。緊，后剪切。

35、（5）鉆）鉆 鉆孔的總原則是：鉆孔的總原則是：高速度，低進給。即轉速要高速度，低進給。即轉速要 快，壓力要輕。快，壓力要輕。碳纖維復合材料碳纖維復合材料 碳纖維復合材料很硬，碳纖維復合材料很硬，高速鋼鉆頭高速鋼鉆頭磨損快，磨損快，最后導致孔的尺寸偏小，所以還是選用特殊的最后導致孔的尺寸偏小，所以還是選用特殊的碳化物鉆頭碳化物鉆頭。玻璃纖維纖維復合材料玻璃纖維纖維復合材料 與碳纖維復合材料鉆頭相同。與碳纖維復合材料鉆頭相同。 Aramid纖維復合材料纖維復合材料 可用高速鋼鉆頭或特殊的可用高速鋼鉆頭或特殊的 鐮式鐮式Klenk鉆頭。鉆頭。該鉆頭可先將纖維拉緊，后再剪該鉆頭可先將纖維拉緊，后再剪切

36、切割，鉆出的孔比標準鉆頭好得多。切切割，鉆出的孔比標準鉆頭好得多。（6）加熱設備設施）加熱設備設施 復合材料的修理一般都需要一個升溫的固化周期，復合材料的修理一般都需要一個升溫的固化周期，這就需要一套加熱裝置和控溫系統。常用的加熱設備有這就需要一套加熱裝置和控溫系統。常用的加熱設備有熱壓罐、烘箱、電熱毯等，控溫系統有計算機程序控制熱壓罐、烘箱、電熱毯等，控溫系統有計算機程序控制器、計算機預先程序控制器及手工控制。器、計算機預先程序控制器及手工控制。 熱壓罐熱壓罐 （略）（略） 烘箱烘箱 電熱毯電熱毯 電熱毯是一種很靈活的加熱器。它是由兩層硅膠夾電熱毯是一種很靈活的加熱器。它是由兩層硅膠夾一層金

37、屬電阻加熱元件構成。其輸出功率以每平方英寸一層金屬電阻加熱元件構成。其輸出功率以每平方英寸上的瓦特數計算。每平方英寸輸出上的瓦特數計算。每平方英寸輸出5瓦功率的電熱毯對于瓦功率的電熱毯對于修理復合材料就綽綽有余。修理復合材料就綽綽有余。 電熱毯控制器電熱毯控制器 （計算機程序控制器）（計算機程序控制器） 最常見的加熱控制方式是由計算機控制的電最常見的加熱控制方式是由計算機控制的電熱毯，其控制溫度范圍在熱毯，其控制溫度范圍在100FC 以內。以內。 既熱補儀。既熱補儀。加熱燈和熱空氣加熱燈和熱空氣 加熱燈：加熱燈： 加熱燈只用于低溫固化修理，不適用于高加熱燈只用于低溫固化修理，不適用于高 溫固化

38、修理；溫固化修理； 加熱燈到修理部位的距離決定修理部位的加熱燈到修理部位的距離決定修理部位的 溫度，溫度， 因此必須有一個可調節的支架來因此必須有一個可調節的支架來 調節燈到修理部位的距離；調節燈到修理部位的距離；熱空氣系統：熱空氣系統：熱空氣系統可用于小型固化修理或修熱空氣系統可用于小型固化修理或修理區域干燥。理區域干燥。系統中也應有控制熱空氣和修理部位系統中也應有控制熱空氣和修理部位溫度的方法。溫度的方法。第二章第二章 復合材料防腐設計復合材料防腐設計1. 腐蝕類型腐蝕類型（1） 樹脂基體的腐蝕樹脂基體的腐蝕 樹脂基體的腐蝕分物理腐蝕和化學腐蝕兩大類。樹脂基體的腐蝕分物理腐蝕和化學腐蝕兩大

39、類。 物理腐蝕指腐蝕介質經擴散或被吸收進入樹脂內物理腐蝕指腐蝕介質經擴散或被吸收進入樹脂內部，導致聚合物的性能發生改變（如吸收水分的溶部，導致聚合物的性能發生改變（如吸收水分的溶脹）。化學腐蝕是指腐蝕介質與樹脂基體發生化學反應脹）。化學腐蝕是指腐蝕介質與樹脂基體發生化學反應引起的變質現象。引起的變質現象。（2）界面腐蝕）界面腐蝕 界面主要是指樹脂和纖維的界面、鋪層之間開膠分界面主要是指樹脂和纖維的界面、鋪層之間開膠分層的界面、膠粘接頭開膠的界面等。層的界面、膠粘接頭開膠的界面等。 界面腐蝕既有物理腐蝕也有化學腐蝕。如，水分引界面腐蝕既有物理腐蝕也有化學腐蝕。如，水分引起的溶脹，水分在溫度作用下

40、的熱脹冷縮；酸、堿等腐起的溶脹，水分在溫度作用下的熱脹冷縮；酸、堿等腐蝕介質的化學浸蝕等。蝕介質的化學浸蝕等。2. 防腐設計防腐設計 (略略)二、二、 復合材料與金屬間的電偶腐蝕復合材料與金屬間的電偶腐蝕1. 電偶腐蝕的定義電偶腐蝕的定義 在腐蝕電池中，電位較低的金屬成為電池在腐蝕電池中，電位較低的金屬成為電池的陽極而遭到腐蝕的現象叫電偶腐蝕。的陽極而遭到腐蝕的現象叫電偶腐蝕。碳纖維碳纖維中的碳在金屬電位分類表中，屬電位較正的材中的碳在金屬電位分類表中，屬電位較正的材料，顯示貴金屬的特性。一般金屬與其接觸，料，顯示貴金屬的特性。一般金屬與其接觸，金屬往往因電位偏低成為腐蝕電池的陽極而被金屬往往

41、因電位偏低成為腐蝕電池的陽極而被腐蝕。飛機上的鋁合金常常因電偶腐蝕而遭到腐蝕。飛機上的鋁合金常常因電偶腐蝕而遭到破壞。破壞。2. 防止電偶腐蝕的措施防止電偶腐蝕的措施（1）最大限度地防止或減少腐蝕介質的聚集。因腐蝕介）最大限度地防止或減少腐蝕介質的聚集。因腐蝕介質是引起電偶腐蝕的必要條件。質是引起電偶腐蝕的必要條件。（2）根據電偶腐蝕的原理，不同材料之間電位差是電偶）根據電偶腐蝕的原理，不同材料之間電位差是電偶腐蝕的根本原因，電位差越大電偶腐蝕越嚴重。同類腐蝕的根本原因，電位差越大電偶腐蝕越嚴重。同類材料之間一般不發生電偶腐蝕（即使發生也是很輕微材料之間一般不發生電偶腐蝕（即使發生也是很輕微的

42、）。這樣，為防止碳纖維復合材料與金屬之間發生的）。這樣，為防止碳纖維復合材料與金屬之間發生電偶腐蝕，我們應盡量選用與碳在同一類的金屬，如電偶腐蝕，我們應盡量選用與碳在同一類的金屬，如不銹鋼、鈦及鈦合金等與其接觸。不銹鋼、鈦及鈦合金等與其接觸。（3）如碳纖維復合材料必須與金屬鋁裝配在一起，則必）如碳纖維復合材料必須與金屬鋁裝配在一起，則必 須采取隔離密封措施。須采取隔離密封措施。 如在碳纖維復合材料表面共固化一層玻璃纖維鋪如在碳纖維復合材料表面共固化一層玻璃纖維鋪 層，起到絕緣作用。層，起到絕緣作用。 （鋁的電位（鋁的電位0.75；石墨為；石墨為0.1其差為其差為0.85 ）（4）為防止碳纖維層

43、板與鋁蜂窩之間發生電偶腐蝕，）為防止碳纖維層板與鋁蜂窩之間發生電偶腐蝕， 應使用非金屬材料蜂窩，如玻璃纖維蜂窩等。應使用非金屬材料蜂窩，如玻璃纖維蜂窩等。 第三章第三章 復合材料結構的疲勞強度復合材料結構的疲勞強度第一節第一節 復合材料的疲勞特性復合材料的疲勞特性一、疲勞性能優于金屬一、疲勞性能優于金屬 對于具有高強度、高模量、低密度的先進復合材對于具有高強度、高模量、低密度的先進復合材料，如芳綸、硼纖維、碳纖維復合材料，它們的纖維對料，如芳綸、硼纖維、碳纖維復合材料，它們的纖維對疲勞不敏感，這就是先進復合材料具有良好抗疲勞性能疲勞不敏感，這就是先進復合材料具有良好抗疲勞性能的原因。除的原因。

44、除E玻璃玻璃/環氧環氧比鋁的疲勞性能差外，其比鋁的疲勞性能差外，其它復合材料的抗疲勞性能一般都比鋁合金好。它復合材料的抗疲勞性能一般都比鋁合金好。二、疲勞損傷的特點二、疲勞損傷的特點 復合材料疲勞損傷的形式是多種多樣的，有脫膠、復合材料疲勞損傷的形式是多種多樣的，有脫膠、分層、基體龜裂和纖維斷裂等。復合材料可能是以一分層、基體龜裂和纖維斷裂等。復合材料可能是以一種損傷形式為主，也可能是幾種損傷形式聯全出現。種損傷形式為主，也可能是幾種損傷形式聯全出現。三、疲勞損傷對強度的影響三、疲勞損傷對強度的影響 樹脂基復合材料最初損傷是在基體上出現垂直于載樹脂基復合材料最初損傷是在基體上出現垂直于載 荷方

45、向的裂紋，隨著循環加載次數的增加，基體中的裂荷方向的裂紋，隨著循環加載次數的增加，基體中的裂 紋也增加。但這種紋也增加。但這種初始損傷初始損傷對復合材料的強度沒有明顯對復合材料的強度沒有明顯 影響，因為復合材料是纖維承受主要載荷。直到纖維開影響，因為復合材料是纖維承受主要載荷。直到纖維開 始斷裂，其強度才緩慢降低。始斷裂，其強度才緩慢降低。四、疲勞損傷對剛度的影響四、疲勞損傷對剛度的影響 一般金屬材料在裂紋較短時，隨著裂紋擴展剛度變一般金屬材料在裂紋較短時，隨著裂紋擴展剛度變化很小。但復合材料不同，在循環加載后不久，剛度就化很小。但復合材料不同，在循環加載后不久，剛度就開始下降，這種下降一直持

46、續到構件破壞。所以有人認開始下降，這種下降一直持續到構件破壞。所以有人認為，復合材料應以剛度損失作為疲勞損傷的主要指標。為，復合材料應以剛度損失作為疲勞損傷的主要指標。五、復合材料層合板的拉五、復合材料層合板的拉拉疲勞壽命高于壓拉疲勞壽命高于壓 壓和拉壓和拉壓疲勞壽命。這是因為壓縮載荷會壓疲勞壽命。這是因為壓縮載荷會 造成層合板的分層和屈曲。造成層合板的分層和屈曲。第二節第二節 影響復合材料疲勞強度的因素影響復合材料疲勞強度的因素一、基體材料一、基體材料 不同基體材料抗疲勞性能不同。不同基體材料抗疲勞性能不同。二、增強材料二、增強材料 1. 不同增強材料抗疲勞性能不同。不同增強材料抗疲勞性能不

47、同。 2. 適當增加增強材料的含量，可提高其疲勞強度。適當增加增強材料的含量，可提高其疲勞強度。 3. 疲勞強度與基體和增強纖維之間的結合力有關。結合疲勞強度與基體和增強纖維之間的結合力有關。結合力好，疲勞強度高。力好，疲勞強度高。三、鋪層三、鋪層 1. 鋪層方向（纖維方向）鋪層方向（纖維方向） 鋪層方向對復合材料疲勞強度影響很大。鋪層方向對復合材料疲勞強度影響很大。 2. 鋪層順序鋪層順序 不同的鋪層順序對復合材料的疲勞強度也有影響。不同的鋪層順序對復合材料的疲勞強度也有影響。四、載荷類型四、載荷類型 載荷類型不同，復合材料表現的疲勞性能也不同。載荷類型不同，復合材料表現的疲勞性能也不同。五

48、、環境因素五、環境因素 1. 溫度和濕度是環境因素中對復合材料力學性能影響溫度和濕度是環境因素中對復合材料力學性能影響 最明顯的因素。但對于以纖維破壞為主要形式的層最明顯的因素。但對于以纖維破壞為主要形式的層 壓板來說，溫度和濕度對疲勞強度的影響便不明顯。壓板來說，溫度和濕度對疲勞強度的影響便不明顯。 2. 干、濕度對不同鋪層層合板的疲勞強度影響不同。干、濕度對不同鋪層層合板的疲勞強度影響不同。 3. 不同樹脂基體的復合材料，其疲勞強度受溫、濕度不同樹脂基體的復合材料，其疲勞強度受溫、濕度 的影響也不同。的影響也不同。六、切口六、切口 大多數復合材料層合板疲勞試驗數據表明：切口大多數復合材料層

49、合板疲勞試驗數據表明：切口（包括圓孔）所引起的疲勞強度降低是不明顯的。（包括圓孔）所引起的疲勞強度降低是不明顯的。l第四章第四章 復合材料結構的損傷復合材料結構的損傷 復合材料損傷的主要類型有：基體樹脂裂紋、復合材料損傷的主要類型有：基體樹脂裂紋、界面分層、纖維斷裂、脫膠等。這些損傷很少界面分層、纖維斷裂、脫膠等。這些損傷很少單獨存在，一般都以某種組合的形式存在。無單獨存在，一般都以某種組合的形式存在。無論哪種組合都會導致材料疲勞強度和剛度的下論哪種組合都會導致材料疲勞強度和剛度的下降。降。一、基體樹脂裂紋一、基體樹脂裂紋 復合材料層合板在拉伸和交變載荷作用下，我們首復合材料層合板在拉伸和交變

50、載荷作用下，我們首先能在先能在偏軸層偏軸層內看到基體裂紋。最早出現裂紋的是內看到基體裂紋。最早出現裂紋的是900鋪鋪層，而后才是其它鋪層。一般來說，相對軸向載荷方向層，而后才是其它鋪層。一般來說，相對軸向載荷方向的角度越小，越不容易形成基體樹脂裂紋。的角度越小，越不容易形成基體樹脂裂紋。在交變載荷作用下，隨著循環次數的增加，偏軸層在交變載荷作用下，隨著循環次數的增加，偏軸層內的裂紋數也在增加，但當裂紋間的距離達到某一值時，內的裂紋數也在增加，但當裂紋間的距離達到某一值時，裂紋數基本就不再增加了。裂紋數基本就不再增加了。二、層間分層二、層間分層（1）層間分層的原因）層間分層的原因 在面內軸向載荷

51、作用下，沿著復合材料構件邊緣會在面內軸向載荷作用下，沿著復合材料構件邊緣會產生層間產生層間拉應力或壓應力拉應力或壓應力（垂直層合板平面方向）。如（垂直層合板平面方向）。如果外載荷（靜載荷）引起的層間應力是拉應力，且超過果外載荷（靜載荷）引起的層間應力是拉應力，且超過了材料的層間強度，這時層板自由邊緣處就會出現分了材料的層間強度，這時層板自由邊緣處就會出現分層。層。（2）層合板的鋪層順序和載荷類型決定法向應力是拉應）層合板的鋪層順序和載荷類型決定法向應力是拉應力還是壓應力。力還是壓應力。三、纖維斷裂與界面（纖維與樹脂）脫膠三、纖維斷裂與界面（纖維與樹脂）脫膠 纖維斷裂與界面脫膠主要取決于組分材料

52、的性質和纖維斷裂與界面脫膠主要取決于組分材料的性質和纖維的缺陷。大多數以聚合物為基體的復合材料，如硼纖維的缺陷。大多數以聚合物為基體的復合材料，如硼和碳纖維復合材料，由于纖維存在缺陷和薄弱環節，基和碳纖維復合材料，由于纖維存在缺陷和薄弱環節，基體破壞應變量往往大于纖維的應變量，在拉伸載荷作用體破壞應變量往往大于纖維的應變量，在拉伸載荷作用下，常常出現纖維優先斷裂，纖維斷裂形成的裂紋在隨下，常常出現纖維優先斷裂，纖維斷裂形成的裂紋在隨后的加載過程中向基體中擴展。擴展的路徑取決于纖維后的加載過程中向基體中擴展。擴展的路徑取決于纖維和基體界面的性質。和基體界面的性質。 有三種情況：有三種情況：1）纖

53、維與樹脂粘接很牢固，裂紋擴展進入基體，形成）纖維與樹脂粘接很牢固，裂紋擴展進入基體，形成光滑的裂紋表面。如右圖（光滑的裂紋表面。如右圖（a）所示。所示。（2）纖維與樹脂粘接不很牢固，）纖維與樹脂粘接不很牢固，裂紋向基體與纖維的界面擴展，裂紋向基體與纖維的界面擴展，導致界面脫膠，纖維撥出。導致界面脫膠，纖維撥出。如右圖（如右圖（b）所示。所示。（3）粘接的中間狀態，）粘接的中間狀態， （a） （b） （c）呈纖維撥出的不規則破壞表面。縱向拉伸破壞模式呈纖維撥出的不規則破壞表面。縱向拉伸破壞模式如右圖（如右圖（c）所示。所示。四、剛度（彈性模量）和強度的變化四、剛度（彈性模量）和強度的變化 1.

54、復合材料基體裂紋的形成、擴展和數目的增復合材料基體裂紋的形成、擴展和數目的增多，使復合材料剛度逐步下降。靜力拉伸多，使復合材料剛度逐步下降。靜力拉伸 試試驗初期，隨著應力增加，基體內驗初期，隨著應力增加，基體內 裂紋密度迅速裂紋密度迅速增加，剛度下降也很快。當拉伸應力水平較高增加，剛度下降也很快。當拉伸應力水平較高時，兩者都趨于穩定值。時，兩者都趨于穩定值。2. 強度的變化強度的變化 試驗表明，在疲勞試驗初期，復合材料強度幾乎沒試驗表明，在疲勞試驗初期，復合材料強度幾乎沒有多大變化，隨著交變載荷循環次數的增加，強度開始有多大變化，隨著交變載荷循環次數的增加，強度開始下降，在最后下降，在最后10

55、%的疲勞壽命期內強度急劇下降，直至的疲勞壽命期內強度急劇下降，直至材料破壞。材料破壞。 強度隨交變載荷循環次數的降低與層合板的種類、強度隨交變載荷循環次數的降低與層合板的種類、載荷的類型和大小有關。載荷的類型和大小有關。 通常，只有多向層合板在破壞前強度逐漸降低，而通常，只有多向層合板在破壞前強度逐漸降低，而00鋪層縱向層合板，在破壞前強度幾乎沒有變化鋪層縱向層合板，在破壞前強度幾乎沒有變化。第二節第二節 撞擊損傷撞擊損傷一類：硬物體撞擊的損傷一類：硬物體撞擊的損傷 硬物體是指：飛機起飛和著陸跑道上的石子，空硬物體是指：飛機起飛和著陸跑道上的石子，空 中飛行遇到的冰雹，制造、維修過程中跌落的工

56、具等。中飛行遇到的冰雹，制造、維修過程中跌落的工具等。 硬物體撞擊常常引起復合材料的局部損傷，造成復合硬物體撞擊常常引起復合材料的局部損傷，造成復合材料強度下降，甚至短時間發生疲勞破壞。材料強度下降，甚至短時間發生疲勞破壞。二類：軟物體撞擊的損傷二類：軟物體撞擊的損傷 軟物體主要是指飛鳥。軟物體主要是指飛鳥。 這種撞擊可能直接造成結構破壞，有時只引起局部損這種撞擊可能直接造成結構破壞，有時只引起局部損傷。這要看撞擊物的質量、材料、撞擊速度和撞擊時傷。這要看撞擊物的質量、材料、撞擊速度和撞擊時的角度。的角度。撞擊損傷區：撞擊損傷區：撞擊損傷區由兩部分組成：撞擊損傷區由兩部分組成：一是損傷源一是損

57、傷源有不規則的外形，有少量不同方向呈放有不規則的外形，有少量不同方向呈放 射狀的裂紋。射狀的裂紋。二是外延損傷二是外延損傷主要包括從損傷源的邊緣產生的主要包括從損傷源的邊緣產生的00與與 900裂紋，及在裂紋，及在00和和450界面上界面上 形成的形成的“樹葉狀樹葉狀”裂紋裂紋第三節第三節 雷擊損傷雷擊損傷一、雷擊分區一、雷擊分區 所有飛機都可能受到雷擊，飛機的不同部位受到雷所有飛機都可能受到雷擊，飛機的不同部位受到雷擊的幾率也不一樣。因此，我們將飛機劃分成幾個雷區。擊的幾率也不一樣。因此，我們將飛機劃分成幾個雷區。區域區域1：主要雷擊區。包括機頭雷達罩、整流罩前緣、翼：主要雷擊區。包括機頭雷

58、達罩、整流罩前緣、翼 尖、垂尾和平尾的表面。尖、垂尾和平尾的表面。區域區域2：雷擊掠過區。機身、發動機罩、各種短艙和機翼：雷擊掠過區。機身、發動機罩、各種短艙和機翼 的其它部分。的其它部分。區域區域3：飛機的其它部分。：飛機的其它部分。二、雷擊的損傷與防護二、雷擊的損傷與防護 由于復合材料的不導電性（碳纖維復材除外），雷由于復合材料的不導電性（碳纖維復材除外），雷擊的后果將會導致電弧附著表面的燒蝕和侵蝕。這與擊的后果將會導致電弧附著表面的燒蝕和侵蝕。這與雷擊金屬的損傷完全不同。雷擊金屬的損傷完全不同。 選擇復合材料做飛機結構時，必須全面考慮防雷擊選擇復合材料做飛機結構時，必須全面考慮防雷擊措施

59、。通常金屬結構上采用的防雷擊措施，由于復合材措施。通常金屬結構上采用的防雷擊措施，由于復合材料電阻大導熱差而不能使用。有效的防雷擊必須在金屬料電阻大導熱差而不能使用。有效的防雷擊必須在金屬與復合材料之間有良好的電連接，為積累的摩擦靜電和與復合材料之間有良好的電連接，為積累的摩擦靜電和雷擊電流提供良好的消散通路。雷擊電流提供良好的消散通路。 例如，在易遭遇雷擊的復合材料部件上火焰噴例如，在易遭遇雷擊的復合材料部件上火焰噴涂鋁或包鋁。如噴涂鋁還不足以提供必要的導涂鋁或包鋁。如噴涂鋁還不足以提供必要的導電性能時，可在結構表面安裝電性能時，可在結構表面安裝200A的鋁網，如的鋁網，如方向舵、升降舵的表

60、面常這樣處理。方向舵、升降舵的表面常這樣處理。第四節第四節 夾芯結構的損傷夾芯結構的損傷一、夾芯結構的損傷類型一、夾芯結構的損傷類型 1. 面板起皺面板起皺 當夾芯結構的一側面板或兩側面板承受壓縮載荷當夾芯結構的一側面板或兩側面板承受壓縮載荷時，如果膠粘劑平面的法向拉伸強度不夠高，面板可能時，如果膠粘劑平面的法向拉伸強度不夠高，面板可能局部向外凸出；如果芯子壓縮強度不夠，面板可能向內局部向外凸出；如果芯子壓縮強度不夠，面板可能向內凹陷。面板起皺一般是由于夾芯結構受到較大的彎曲載凹陷。面板起皺一般是由于夾芯結構受到較大的彎曲載荷或壓縮載荷而形成的。荷或壓縮載荷而形成的。2. 面板裂紋面板裂紋 3