随着复合材料在民用、军用领域的广泛运用,该结构在服役过程中会出现各种损伤。对于一些影响后续使用的损伤,直接更换构件不符合经济性要求,对其进行修补就显得尤为必要。常见的修补方式有机械连接修补和胶接修补,然而机械连接修补因其需要在原来损伤部位钻孔和易产生应力集中反而对原有构件带来不必要的损伤,所以现在胶接修补越来越多的应用在工程实践中。为了获得更好的修补效果,对胶接修补过程中影响修补效果的因素进行分析是本文主要的研究内容。本文主要研究工作如下:(1)以SK化工(青岛)有限公司的TR50碳纤维预浸料为原料,碳纤维密度1.77g/cm3,树脂密度1.2g/cm3。复合材料层合板的铺层数为16层,每层厚度为0.0125mm,通过热压固化成型为2mm厚的层合板。通过对胶接工艺过程中胶接接头的强度分析,采用了应力集中最小的斜面搭接的方式,并选用了具有高剪切和高剥离强度的Araldite@2015韧性胶粘剂对其进行胶接修补。超声C扫描系统是将超声检测与微机控制、数据采集、存储处理、以及图像显示在一起的系统。该扫描系统中计算机控制超声波探头(换能器)在工件上进行交替扫查,将各扫描点处的一些参数用不同颜色显示出来。对打磨胶接后的复合材料层合板进行超声扫描,得到不同截面方向的扫描图像,通过观察胶接处的颜色判断出采用Araldite@2015韧性胶粘剂能够很好的保证胶层的厚度和胶接质量。(2)对于不同铺层角度的层合板经过斜面胶接修补后效果的好坏,采取了两种典型的铺层方式[±45°]4s和[0°/90°]4s,对胶接修补后的试件进行力学性能测试,得到[±45°]4s铺层的试件在经过修补后弯曲性能恢复效率最大能达到119.6%,拉伸性能恢复效率最大能达到71.4%;[0°/90°]4s铺层的试件在经过修补后弯曲性能恢复效率最大能达到82.1%,拉伸性能恢复效率最大能达到70.6%。(3)针对不同修补斜度的层合板经过斜面胶接修补后的效果的好坏,对两种典型铺层的层合板都选取了四种不同且有较大区分度的修补斜度即1:10、1:15、1:20、1:25。对[±45°]4s铺层的试件进行弯曲和拉伸实验后得到的数据进行分析,当斜度为1:20时,弯曲和拉伸性能都能满足修补需求;对[0°/90°]4s铺层的试件进行弯曲和拉伸实验后得到的数据进行分析,当斜度为1:25时,弯曲和拉伸性能都能满足修补需求。(4)采用ABAQUS有限元分析软件,对弯曲实验和拉伸实验条件下的试件进行分析,得到了层合板和胶层的应力分布云图,与实验结果有很好的吻合。