第1章 复合材料与复合材料保养导论

1.1 复合材料定义

1.2 复合材料的历史

1.3 复合材料的优缺点

1.3.1 复合材料的优点

1.3.2 复合材料的缺点

1.3.3 热固性树脂基复合材料的优点

1.3.4 热固性树脂基复合材料的缺点

1.3.5 热塑性树脂基复合材料的优点

1.3.6 热塑性树脂基复合材料的缺点

1.4 复合材料在飞机、游艇、汽车和高速列车的应用

1.4.1 早期飞机结构

1.4.2 现代飞机结构和其他应用

1.5 复合材料结构的维护

1.5.1 复合材料构件损伤源

1.5.2 使用过程中损伤的避免和性能劣化的改善

参考文献

第2章 材料

2.1 纤维增强材料

2.1.1 高性能纤维和常用金属材料的比较

2.1.2 玻璃纤维

2.1.3 碳纤维

2.1.4 芳纶纤维

2.1.5 硼纤维

2.1.6 其他新型纤维

2.2 增强体形式

2.2.1 带

2.2.2 织物

2.3 纤维油剂和浸润剂

2.3.1 玻璃纤维浸润剂

2.3.2 碳纤维表面处理

2.3.3 芳纶纤维表面处理

2.3.4 新型纤维的上浆剂和表面处理

2.4 树脂基体

2.4.1 热塑性树脂

2.4.2 热固性树脂

2.4.3 树脂基体和胶黏剂性能要求

2.4.4 环氧和酚醛预浸料与胶膜——固化阶段

2.4.5 环氧湿铺贴树脂的混合和混合速率

2.4.6 聚酯树脂

2.5 胶黏剂

2.5.1 液体和糊状胶黏剂

2.5.2 发泡胶黏剂

2.5.3 胶膜

2.5.4 胶层厚度控制

2.5.5 使用环境对树脂体系的影响

2.6 芯材

2.6.1 木材

2.6.2 泡沫芯材

2.6.3 蜂窝芯材

2.6.4 槽式芯材

2.6.5 合成芯材

2.7 人工泡沫和封装化合物

2.7.1 封装化合物、树脂体系和胶黏剂的填料

2.7.2 另外一些填料

2.8 保护涂层

2.8.1 密封剂

2.8.2 底漆

2.8.3 面漆

2.8.4 导电涂层

2.8.5 抗冲刷涂层

2.8.6 其他保护涂层

参考文献

第3章 运输和贮存

3.1 运输及接受货物

3.2 温度要求

3.3 贮存具体要求

3.3.1 温度要求

3.3.2 清洁和损伤预防

3.3.3 吸湿损伤的防护

3.3.4 标识

3.3.5 发货单和质量证明

3.4 贮存期/适用期

3.5 配套分装

3.6 再确认

3.7 在机库或车间的材料维护

第4章 制造技术

4.1 纤维缠绕

4.2 织物和预浸带的铺贴方法

4.2.1 手工铺贴（湿铺贴和预浸料铺贴）

4.2.2 自动铺带技术

4.3 拉挤技术

4.4 树脂传递模塑成形

4.5 注射模压成形

4.6 丝束铺放

4.7 压机模压成形

4.8 真空胶结

4.9 热压罐胶结

4.10 烘箱固化

参考文献

第5章 原始设计准则

5.1 主结构，一级结构和二级结构

5.1.1 复合材料机身部件的损伤源

5.1.2 故障后果

5.2 复合材料结构类型

5.2.1 层合结构（层合板）

5.2.2 夹层结构

5.3 铺层方向

5.3.1 经向纤维排列

5.3.2 平衡与对称

5.3.3 嵌套和堆栈

5.4 芯材取向

5.5 操作环境

5.5.1 温度

5.5.2 湿度

5.5.3 污染物

5.5.4 侵蚀

5.5.5 热应力

5.5.6 湿热效应

5.5.7 阻燃性

5.6 电学要求

5.6.1 电偶腐蚀

5.6.2 电磁界面

5.6.3 静电放电

5.6.4 雷击防护

5.6.5 雷达波透过率

5.7 力学要求

5.7.1 拉伸和弯曲强度

5.7.2 刚度

5.7.3 疲劳

5.7.4 抗冲击性（损伤容限）

5.7.5 蠕变

5.8 连接/接头

5.8.1 胶结接头

5.8.2 机械紧固/铆接接头

5.9 其他设计要求

5.9.1 气动光滑性

5.9.2 重量和平衡

参考文献

第6章 安全与环境

6.1 引言

6.2 胶结车间的条件

6.3 可吸入的纤维和粉尘

6.3.1 玻璃纤维

6.3.2 碳纤维和石墨纤维

6.3.3 芳纶纤维

6.3.4 砂纸打磨灰尘

6.4 烟雾和蒸气

6.4.1 树脂烟雾

6.4.2 溶剂蒸气

6.4.3 密封剂蒸气

6.4.4 涂料

6.4.5 燃料

6.4.6 酸烟气和酸飞溅

6.4.7 曝露极限

6.5 皮肤接触

6.5.1 与皮肤接触的纤维

6.5.2 与皮肤接触的树脂

6.5.3 与皮肤接触的溶剂

6.5.4 挑选合适的手套

6.5.5 用于个人保护的润肤霜

6.6 材料安全性数据表

6.7 放热反应

6.8 废物处理

6.9 安全规程

6.9.1 紧急情况急救程序

6.9.2 一般的安全程序

6.9.3 个人安全措施

6.9.4 皮炎

6.10 当发生化学品溢出时需要采取的行动

6.11 爆炸危险

6.12 静电放电和防火

6.12.1 预防静电放电

6.12.2 防火

6.13 使用电气设备需要注意的安全问题

6.14 国际标准化环境管理组织标准

参考文献

第7章 损伤和修理评估

7.1 目视检测

7.2 敲击试验

7.3 超声检测

7.4 X射线检测

7.5 涡流检测

7.6 热成像

7.7 胶结试验仪

7.8 湿度仪

7.9 干涉测量法/剪切成像

7.10 损伤类型

7.11 机械损伤的根源

7.12 损伤绘图（Mapping）

7.13 损伤信号的评估

参考文献

第8章 源文件

8.1 修改系统

8.2 有效性

8.3 图样编号体系

8.4 内部文件

8.5 材料和工艺标准

8.6 原始设备生厂商文件

8.7 管理文件

8.8 美国空中运输协会ATA 100体系

8.9 飞机维护手册

8.10 零件维护手册

8.11 大修手册

8.12 图示零件目录

8.13 结构修理手册

8.14 发动机手册

第9章 结构修理手册修理方法选择

9.1 零件定义

9.2 损伤分类

9.2.1 损伤专用术语

9.2.2 关键区域

9.2.3 允许/可忽略损伤

9.2.4 可修复损伤

9.2.5 大修或替换

9.2.6 其他考虑

9.3 修理方法

9.3.1 快速修复带

9.3.2 树脂密封

9.3.3 灌封修理

9.3.4 双面螺接（金属板）和双面胶结（复合材料补片）

9.3.5 预固化/共固化贴补处理

9.3.6 室温湿铺贴

9.3.7 高温湿铺贴

9.3.8 预浸料修理

9.3.9 斜嵌搭接和阶梯搭接修理

9.3.10 复合材料修理金属

参考文献

第10章 修理技术

10.1 准备

10.1.1 漆膜去除

10.1.2 脱胶方法

10.1.3 损伤去除

10.1.4 除湿和去污

10.1.5 复合材料表面准备——修理打磨和确定铺层

10.1.6 水膜破坏测试

10.1.7 金属表面准备

10.2 典型修理

10.2.1 封边的修理

10.2.2 芯材和单侧蒙皮损伤的修理

10.2.3 芯材和上下蒙皮损伤的修理

10.2.4 混杂复合材料的修理

10.2.5 盲修

10.2.6 注胶修理

10.2.7 实心层合板的修理

10.2.8 灌注填充修理

10.2.9 金属—金属胶结

10.2.10 塑料焊接（用溶剂或热）

10.3 胶黏剂的使用

10.4 封装材料、分离膜、分离织物、剥离铺层、透气布、吸胶布、吸胶织物和应用工艺技术

10.4.1 术语

10.4.2 选择准则

10.4.3 表面封装与整体封装

10.4.4 打褶

10.4.5 封装顺序

10.4.6 真空要求和原理

10.4.7 盖板和坝的应用

10.4.8 垂直渗胶方法

10.4.9 挤出（边缘渗出）方法

10.4.10 零渗胶方法

10.4.11 铺层压紧和压实

10.4.12 去除封装的注意事项和典型问题

10.5 固化阶段和温度——加热工艺技术

10.5.1 固化阶段的定义

10.5.2 低温固化

10.5.3 高温固化

10.5.4 直接和间接加热的比较

10.5.5 温变率和保温时间

10.5.6 温度控制和监控

10.5.7 热电偶的放置

10.5.8 温度控制问题

10.5.9 热修补仪和加热毯的应用

10.5.10 冷源

10.5.11 热电偶

10.5.12 加热或冷却期间零件的变形

10.6 修理后的检测

10.7 表面恢复

参考文献

第11章 机械紧固系统

11.1 引言

11.2 紧固件类型

11.2.1 紧固件标准

11.2.2 紧固件兼容性

11.2.3 铆钉

11.3 螺钉、螺母和螺栓

11.3.1 特种紧固件（特种螺栓）

11.3.2 锁紧螺栓

11.3.3 六角传动螺栓

11.3.4 特种盲孔螺栓

11.4 垫环、螺栓嵌件和垫圈

11.5 螺孔的准备

11.5.1 钻孔

11.5.2 孔的尺寸和公差

11.5.3 边缘距离和紧固件孔距

11.5.4 孔的保护

11.6 紧固件的安装和去除

11.6.1 紧固件的安装

11.6.2 紧固件的去除

11.7 紧固件的替换

11.8 胶结紧固件

11.9 复合材料紧固件

参考文献

第12章 文件编制

12.1 工艺过程控制文件

12.1.1 固化图表/数据条

12.1.2 例行和非例行工作文件

12.1.3 无损和有损检测数据

12.1.4 试样测试结果

12.1.5 净化间温度和湿度

12.1.6 恢复使用/日志签字同意

12.2 校准记录

12.3 材料控制记录

12.4 零部件文件

12.5 培训记录

第13章 车间设备和手动工具

13.1 手动工具和技术

13.1.1 钻机

13.1.2 高速磨机

13.1.3 切割器具

13.1.4 手工镂铣机

13.1.5 轨路式砂纸磨机

13.1.6 石膏绷带切削器（摆锯）

13.1.7 涂漆设备

13.1.8 涂抹器

13.2 车间设备

13.2.1 带锯

13.2.2 空气压缩机

13.3 加热设备

13.4 测量仪器

13.5 健康和安全设备

参考文献

第14章 工装和模具制造

14.1 引言

14.2 盖板和坝的制作

14.3 石膏模制作

14.4 脱模剂/分离膜

14.5 简单室温工装

14.6 室温固化预浸料工装

14.6.1 铺层

14.6.2 压实工序（Debulk）

14.6.3 最后封装工序

14.6.4 热压罐固化

14.6.5 时间的限制

14.6.6 室温或低温初期固化后的分步后固化工序

14.6.7 支撑结构

14.6.8 新复合材料工装的最初涂覆分离底漆的处理

14.6.9 低温固化材料的发展

参考文献

第15章 金属胶结

15.1 引言

15.1.1 历史和要求

15.1.2 黏着原理

15.1.3 金属胶结的优点和弱点

15.2 表面准备方法

15.2.1 研磨清理

15.2.2 Pasa-Jell

15.2.3 氢氟酸蚀刻处理

15.2.4 喷砂/硅烷

15.2.5 阿洛丁（Alodine或者Alochrom 1200）

15.2.6 波音的Boegel EP Ⅱ溶胶-凝胶工艺

15.2.7 FPL蚀刻

15.2.8 铬酸阳极处理

15.2.9 磷酸阳极处理

15.2.10 Metadalic/Sifco Selective Plating（英国）Ltd

15.2.11 Ciba激光预处理（CLP）

15.2.12 其他表面准备

15.3 底胶

15.3.1 使用底胶的原因

15.3.2 底胶的类型

15.3.3 底胶的使用

15.3.4 固化/干燥

15.3.5 厚度的校验

15.4 底胶的搬运和管理

参考文献

第16章 复合材料零件设计准则

16.1 引言

16.2 收到的报告的分析

16.3 分析报告中未提到的其他所需的设计特征

参考文献

第17章 修理设计

17.1 通用的修理设计

17.1.1 修理设计导言

17.1.2 层合板的加载

17.1.3 修理理论和设计要求

17.2 层合板修理设计

17.2.1 层合板修理设计导言

17.2.2 层合板修理设计考虑因素

17.2.3 修理设计的层合板分析技术

17.2.4 面内剪切强度（？）

17.3 芯材修理设计

17.3.1 夹芯结构中芯材的功能和负载

17.3.2 芯材、密度和格孔尺寸

17.3.3 芯材修理设计的建议[11，14]

17.4 胶结接头修理设计

17.4.1 胶结接头导言

17.4.2 胶结接头的类型[14，18]

17.4.3 胶结接头的失效模式[21]

17.4.4 胶结接头中的胶黏剂行为

17.4.5 胶黏剂剥离应力和位移[24]

17.4.6 耐久性——疲劳、蠕变和环境影响

17.4.7 胶结接头修理的考虑因素

17.4.8 胶结接头的修理设计建议[11，14，21]

17.5 机械紧固接头

17.5.1 机械紧固接头导言

17.5.2 紧固层合板的失效模式[2，18]

17.5.3 紧固件失效模式[18]

17.5.4 开孔应力集中——复合材料和金属的比较[21]

17.5.5 机械紧固接头的加载

17.5.6 负载的紧固件孔洞

17.5.7 紧固件载荷分布和接头几何形状

17.5.8 针对紧固接头的铺层取向

17.5.9 护垫和混杂材料的应用

17.5.10 紧固复合材料接头的疲劳性能[21]

17.5.11 间隙和填隙层的影响[21]

17.5.12 紧固件的选择[21]

17.5.13 夹芯壁板的机械紧固修理

17.5.14 紧固接头的修理建议[11，14，21]

参考文献

作者介绍

后记