摘要：隨著科學技術的不斷發展，越來越多的新型材料被制造并且應用在各行各業的發展中。尤其是先進復合材料的出現并且在航天領域中的廣泛應用，推動了中國航天事業的進一步發展，同時，航天事業也對復合材料的應用提出了新的要求。在航天器材建造中，所使用的復合材料具有各向異性和非均質性的特點，這種特點使得其對于分層損傷和層間斷裂十分敏感，為了減少這種損傷對于航天器材的作用發揮的影響，研究人員開始對于沖擊損傷下航空復合材料修復技術進行了研究。

　　關鍵詞：沖擊損傷；航空復合材料；修復技術

　　一、沖擊損傷評估

　　（一）沖擊損傷

　　航天設備在進行使用的過程中，一般所處的環境都是外太空中，這樣的外界環境使得在航天器材發揮作用的過程中，可能會出現眾多的不可測因素，這些因素的存在會對航天器作用的正常發揮造成一定的影響，為了減少材料的因素對于航天器材的影響，航天器材制作人員在進行材料選擇的過程中，一般都會選擇高強度、高剛性的復合材料[1]。但是復合材料在使用的過程中，難免會在制造、服役、維修的過程中不可避免的出現缺陷或者損傷，因此復合材料修理的難題就受到了業界的廣泛關注。

　　航空復合材料結構損傷產生的原因或是由制造缺陷引起或是由機械載荷引起，或是由于外界環境引起，在結構損傷中，沖擊損傷是對航天器材造成影響最大的。復合材料在進行作用的發揮過程中，由于其各向異性和非均質性對于沖擊及其敏感[2]。并且復合材料沖擊損傷的機理較為復雜，因此國內外專家針對復合材料的沖擊損傷提出了不同的損傷機理計算模型。這些模型的出現有助于研究人員對于航空復合材料修復的進一步研究，推動航天事業的發展與進步。

　　（二）損傷評估

　　在對復合材料進行修復時應當提前進行損傷評估，在對復合材料進行損傷評估的過程中，需要進行多方面內容的評估，但是確定修理容限是損傷評估中最為重要的核心工程。在材料修復行業中，所講的修理容限是指在材料發生故障時觀察材料的整體性能是否發生了變化，判斷材料是否還存在修理的價值。世界上的航天部門在對復合材料進行修理的過程中一般都會采用沖擊后壓縮性能來對復合材料的抗沖擊和沖擊損傷性能進行表征。并且將這種沖擊后壓縮性能作為復合材料修理容限的一種測量值，通過這種測量值對于復合材料的修理價值做出具體的評價，但是在這種評估方法的使用過程中，也有研究人員提出不應當將這種方法作為唯一的評價標準，因為損傷阻抗與損傷容限是兩個不同的概念，在進行研究的過程中，不應當將這兩種概念進行混淆，在這種概念的影響下，作者提出用典型鋪層試樣在規定的沖擊條件下得到的沖擊損傷破壞曲線的門檻值作為表征復合材料體系損傷容限的物理量[3]。

　　二、修復技術

　　（一）機械連接修理

　　機械連接修理主要是指在復合材料發生損傷時將補板材料與母體材料利用專用的鉚釘或螺栓進行聯合，這樣的修理方法在復合材料的修理過程中由于成本較低，因此在修理過程中較為常見。但是這種修理技術由于在材料修理過程中所使用的鉚釘或螺栓密度較高，在修理處易形成二次損傷，導致材料的整體性能下降。隨著中國科技技術的不斷發展，在機械連接技術的發展中也在不斷融入新型制造技術，使機械連接技術向著高智能化方向進行發展[4]。在進行修理的過程中，為了能夠較為清晰的觀察到復合材料的修理狀況，一般會采用數據模型與實驗數據相結合的方式。飛機結構在進行連接的過程中一般都是單搭接，所以在進行修理檢測的過程中會采用單相靜拉伸的方法。并且在近些年對于修復檢測的實驗中開始考慮到了螺釘載荷分配問題，因而將智能螺栓測試引用到了機械連接之中。智能螺栓在進行檢測的過程中，應用其內變形片的變形量輸出所形成的電信號來確定在變形片上所形成的具體載荷。

　　（二）膠結修復技術

　　在航天材料的修理過程中，除了機械修理外，膠接修復技術也是較為常見的一種修復技術。這種技術在進行應用的過程中，是通過足量的膠粘劑將復合材料補板與母體進行必要的連接，使復合材料的損傷得到修復。膠接修復技術與機械連接修復技術相比，具有更高的實用價值，膠接技術在使用中所形成的膠接區域受力更加均勻，表面更加光滑，受到二次損傷的可能性較小。在膠接修復技術中較為常見的就是貼補法，貼補法在進行應用的過程中，將補板貼于復合材料的損傷處，通過粘貼劑使得材料之間能夠進行充分的聯合，使用這種技術進行修復的航天材料，在進行使用的過程中，性能比例能夠得到相應提高。但是貼補材料在進行使用的過程中易造成修復表面不平滑現象，因此在進行使用的過程中，一般僅僅是在對氣動外形要求不高的結構中進行應用。同時這種貼補技術進行的貼補會因為受到外力的影響，發生貼補脫落的情況，因此在貼補過程中，為了避免這種情況的發生，一般都會采用貼板外張揚的方法。除了貼補法外，挖補法也是一種修復技術，在進行挖補修復的過程中，會將復合材料的損傷處打磨成錐形再將修補材料連接到損傷區域，但是這種修復技術在使用的過程中需要高溫作用以滿足性能和外部結構的需求[5]。

　　結語：

　　沖擊損傷下航空復合材料修復技術隨著航空事業的發展，被越來越多的國家所重視，在進行修復技術的研究過程中投入了大量的資金和技術資源。我國在航天事業的發展上已經取得了重大的成就，但是對于損傷修復技術額研發中依舊存在眾多的不足，因此在航天事業的發展過程中，國家航天部應當加大對修復技術的研究力度。

　　參考文獻

　　[1]韓志杰,劉振宇.航空復合材料薄壁殼體高速沖擊損傷特性仿真研究[J].科技與創新,2018(09):19-21.

　　[2]王長越,邢素麗.沖擊損傷下航空復合材料修復技術研究進展[J].玻璃鋼/復合材料,2017(12):91-98.

　　[3]孟憲凱.激光溫噴丸強化航空輕質合金的振動模態及疲勞延壽機理[D].江蘇大學,2017.

　　作者李偉棟董少兵郝偉