1, patch de réparation de liaison
Les structures de fuselage et d'aile des avions de nouvelle génération sont faites de stratifiés solides, renforcés à l'extérieur avec des faisceaux longitudinaux co-cerclés ou co-obligés. Ces stratifiés solides ont plus de couches que de panneaux de structures de sandwich en nid d'abeille. Les techniques de réparation estampillées pour les structures en stratifié solides sont similaires à celles des fibres de verre, Kevlar® et en fibre de carbone, mais avec des différences mineures.
Les réparations estampillées peuvent être effectuées avec une réparation de pas ou, plus souvent, avec une réparation d'encoche (réparation effilée). L'angle de la coupe circonférentielle est généralement petit pour soulager la charge dans le joint et empêcher l'évasion adhésive. Cela se traduit par un rapport épaisseur / longueur de 1:10 à 1:70. Parce que l'inspection des réparations liées est difficile, les réparations liées nécessitent un engagement plus élevé envers le contrôle de la qualité, le personnel mieux formé et la propreté que les réparations boulonnées.
Du point de vue du transfert de charge, le joint intégré est plus efficace car il réduit l'excentricité de charge en alignant de près l'arbre femelle avec l'arbre neutre du patch. Cependant, cette configuration présente un certain nombre d'inconvénients lors de l'exécution de restaurations.
Premièrement, une grande quantité de matériau acoustique doit être retirée pour maintenir un petit angle de conique.
Deuxièmement, la couche de remplacement doit être disposée très précisément et placée dans la couture de réparation.
Troisièmement, le durcissement de la couche de remplacement peut entraîner une réduction significative de la résistance si elle n'est pas durcie dans une autoclave.
Quatrièmement, l'adhésif s'en tiendra au bas du joint, créant une ligne de liaison inégale. Cela peut être atténué par une série de petites étapes pour approximer l'angle circonférentiel.
Pour ces raisons, à moins que la pièce ne soit légèrement chargée, ce type de réparation est généralement effectué dans une installation de réparation où la pièce peut être insérée dans une autoclave, ce qui peut rendre la pièce aussi forte que la pièce d'origine.
Il existe plusieurs méthodes de réparation différentes pour les stratifiés solides. Le patch peut être pré-culculé puis lié secondaire au matériau parent. Cette méthode est la plus proche d'une réparation boulonnée. Comme le montre la figure 64, un préreg peut être transformé en patch puis co-culté en même temps que l'adhésif. Les patchs peuvent également être réparés à l'aide d'une couche de disposition humide. Le cycle de durcissement peut également varier en temps, la température de durcissement et la pression de durcissement, augmentant le nombre de combinaisons de réparation possibles.
Figure 64: Les correctifs pré-certités peuvent être liés secondairement au substrat primaire
2, Réparation du panneau composite en bivelle
Étape 1: inspection des dommages et enquête
La taille et la profondeur des dommages à réparer doivent être mesurées avec précision à l'aide de techniques appropriées d'évaluation non destructive (NDE). Une variété de techniques NDE peuvent être utilisées pour l'inspection des dommages des structures composites. La technique la plus simple est l'inspection visuelle, où le blanchiment en raison du délaminage ou de la fissuration en résine dans des composites translucides tels que le verre-polyester et les stratifiés en verre-vinyle peut être utilisé pour indiquer les zones de dommages.
L'inspection visuelle n'est pas une technique précise car tous les dommages ne peuvent pas être détectés par l'œil, en particulier les dommages cachés par la peinture, les dommages situés profondément sous la surface et les dommages dans des composites non transparents tels que la fibre de carbone et les stratifiés aramides. Une technique populaire est le test de TAP, où un objet léger, comme une pièce ou un marteau, est utilisé pour localiser les dommages. Le principal avantage du test de TAP est qu'il est simple et peut être utilisé pour inspecter rapidement de grandes zones. Les tests de robinet sont généralement utilisés pour détecter les dommages de délaminage près de la surface, mais il devient moins fiable car le délaminage est situé à des profondeurs sous la surface. Le test de robinet cône n'est pas utile pour détecter d'autres types de dommages, tels que les fissures de résine et les fibres cassées.
Les techniques NDE plus avancées pour détecter les composites sont les tests d'impédance, la radiographie aux rayons X, la thermographie et l'échographie. Parmi ces techniques, l'échographie est sans doute la plus précise et la plus pratique et est souvent utilisée pour mesurer les dommages. L'échographie peut être utilisée pour détecter de petites couches situées sous la surface, contrairement aux tests d'inspection visuelle et de percussion.
Étape 2: Retirez le matériel endommagé
Une fois que l'étendue de la zone endommagée à réparer a été déterminée, le stratifié endommagé doit être retiré. Le bord du stratifié de la source sonore est ensuite effilé à un angle peu profond. Le rapport de pente de cône, également connu sous le nom d'angle circonférentiel, doit être inférieur à 12: 1 (<5°) to minimise shear strain along the bondline after repairing the patch. The shallow angle also compensates for some errors in process and other operational variables that may reduce patch adhesion. As shown in Figure 65.
Figure 65: Patch intégré Patch Solid Lined Board
Étape 3: Préparation de la surface
Le stratifié près de la zone d'incorporation doit être légèrement poncé avec du papier de verre, puis la poussière et les contaminants doivent être retirés. Il est recommandé que si la zone d'incorporation a été exposée à l'environnement pendant une période de temps considérable, il doit être nettoyé avec un solvant pour éliminer la contamination.
Étape 4: Formation / outil de film
Une plaque de support rigide avec les contours d'origine de la structure composite est nécessaire pour garantir que la réparation a la même géométrie que la structure environnante.
Étape 5: Laminage
Les réparations laminées sont généralement effectuées en utilisant une séquence minimale de cassettes préfabriquées des pli. Bien que cette réparation soit acceptable, elle produit des zones riches en résine relativement faibles sur les bords de chaque couche à l'interface de réparation. La séquence de laminage maximale de l'épaisseur de l'épaisseur, où la première couche de tissu de renforcement couvre complètement la zone de travail, produit une connexion interfaciale plus forte. Il suit les instructions SRM du fabricant.
Le choix du matériau de renforcement est essentiel pour s'assurer que la réparation a des propriétés mécaniques acceptables. Le tissu ou le ruban de renforcement doit être le même que le matériau de renforcement utilisé dans le composite d'origine.
L'orientation des fibres de la couche d'armature dans le contreplaqué de réparation doit correspondre à celle du contreplaqué d'origine afin que les propriétés mécaniques de la réparation soient aussi proches que possible de celles du matériau d'origine.
3, Réparation des bords de fuite des ailes et des zones de transition
Le bord de fuite de l'aile du panneau de commande est très sensible aux dommages. Les 4 pouces de fuite sont particulièrement vulnérables à l'impact et à la manipulation du sol, ainsi qu'aux frappes de foudre. Les réparations peuvent être difficiles dans ce domaine, car un armature à bord de la peau et des bords de fuite peut être impliqué. Les réparations des noyaux en nid d'abeille sur les bords ou les panneaux endommagés sont similaires aux réparations nécessitant des structures en nid d'abeille de remplacement du cœur et endommagées discutées dans une ou les deux sections de réparation de panneaux. Les dommages sont étudiés, les couches endommagées et les noyaux sont retirés, la pièce est séchée, un nouveau noyau est installé, une couche de réparation est appliquée, durcie et inspectée après réparation. Une réparation typique des bords de trace des ailes est illustrée à la figure 66.
Figure 66: Réparation du bord de fuite des ailes
4, réparation par injection de résine
La réparation de l'injection de résine est utilisée pour les stratifiés solides de construction de droits légers avec de petits dommages dus au délaminage. Deux trous sont forés à l'extérieur de la zone de délaminage et la résine à faible viscosité est injectée dans l'un des trous jusqu'à ce que la résine s'écoule de l'autre trou. La réparation de l'injection de résine est parfois utilisée dans les structures en nid d'abeille de sandwich pour réparer le détachement du panneau. L'inconvénient de la méthode d'injection de résine est qu'il est difficile d'éliminer l'humidité de la zone endommagée en raison de la coupe des fibres à la suite du forage, ce qui rend difficile l'atteinte d'injection de résine complète, comme le montre la figure 67.
Figure 67: Réparation par injection de résine
À suivre
Source "Composites Frontier" Site Web public