[發(fā)明專利]金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310695610.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103625654A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張移山;王遵;王智;薛軍;王磊;蔡佳昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍裝備研究院航空裝備研究所
• 主分類號(hào): B64F5/00
• 分類號(hào): B64F5/00;G01B21/32
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬結(jié)構(gòu)損傷處理領(lǐng)域，具體而言，涉及金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法和裝置。

背景技術(shù)

由于使用環(huán)境、使用年限等問題，飛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)在服役期一般都會(huì)出現(xiàn)裂紋和腐蝕等損傷。這些損傷都需要被修復(fù)，而重要部位的損傷在修理后還需要監(jiān)控其發(fā)展?fàn)顩r，目前，通常依靠外場專業(yè)維護(hù)人員在固定時(shí)間使用相關(guān)的技術(shù)手段（如無損檢測）來完成。如果修理部位處于飛機(jī)內(nèi)部，而通過這種外場檢測方式無法檢查該部位，則無法采用常規(guī)的技術(shù)手段來檢測該損傷的發(fā)展?fàn)顩r。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)無法檢測飛機(jī)內(nèi)部修理部位的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法和裝置，以解決上述的問題。

在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法，包括：采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料中溫共固化工藝對(duì)金屬結(jié)構(gòu)損傷部位實(shí)施修補(bǔ)；在共固化過程中，沿補(bǔ)片的長度方向在補(bǔ)片的內(nèi)部平均嵌入n個(gè)應(yīng)變計(jì)，用于測量補(bǔ)片內(nèi)部釋放的殘余熱應(yīng)變值；其中，補(bǔ)片為碳纖維復(fù)合材料；當(dāng)共固化過程完畢，且修補(bǔ)區(qū)域的溫度降到常溫后，在補(bǔ)片外表面沿補(bǔ)片傳力方向平均安裝m個(gè)應(yīng)變計(jì)，用于測量補(bǔ)片的外表面的應(yīng)變值；其中，m和n為根據(jù)補(bǔ)片大小設(shè)定的大于或等于的值；在補(bǔ)片周圍修補(bǔ)區(qū)域的結(jié)構(gòu)表面安裝2個(gè)應(yīng)變計(jì)，2個(gè)應(yīng)變計(jì)分別設(shè)置在補(bǔ)片傳力方向的兩端，用于測量金屬結(jié)構(gòu)損傷部位的表面的應(yīng)變值；將所有應(yīng)變計(jì)的測量導(dǎo)線接入一個(gè)支持1/4橋應(yīng)變測量的通用應(yīng)變測量記錄裝置；通過通用應(yīng)變測量記錄裝置實(shí)時(shí)記錄各個(gè)應(yīng)變計(jì)的測量結(jié)果；根據(jù)通用應(yīng)變測量記錄裝置記錄的測量結(jié)果監(jiān)測修補(bǔ)區(qū)域的結(jié)構(gòu)損傷發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了一種金屬結(jié)構(gòu)損傷的監(jiān)測裝置，包括：殘余熱應(yīng)變值接收模塊，用于接收n個(gè)應(yīng)變計(jì)測量的補(bǔ)片內(nèi)部釋放的殘余熱應(yīng)變值，其中，n個(gè)應(yīng)變計(jì)是采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料中溫共固化工藝，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)損傷部位進(jìn)行修改的共固化過程中，沿補(bǔ)片的長度方向在補(bǔ)片的內(nèi)部平均嵌入的；其中，補(bǔ)片為碳纖維復(fù)合材料；補(bǔ)片外表面應(yīng)變值接收模塊，用于接收m個(gè)應(yīng)變計(jì)測量補(bǔ)片的外表面的應(yīng)變值；其中，m個(gè)應(yīng)變計(jì)是共固化過程完畢，且修補(bǔ)區(qū)域的溫度降到常溫后，在補(bǔ)片外表面沿補(bǔ)片傳力方向平均安裝的；損傷部位表面應(yīng)變值接收模塊，用于接收2個(gè)應(yīng)變計(jì)測量金屬結(jié)構(gòu)損傷部位的表面的應(yīng)變值；上述2個(gè)應(yīng)變計(jì)是在補(bǔ)片周圍修補(bǔ)區(qū)域的結(jié)構(gòu)表面上，且分別設(shè)置在補(bǔ)片傳力方向的兩端；測量結(jié)果記錄模塊，用于記錄殘余熱應(yīng)變值接收模塊、補(bǔ)片外表面應(yīng)變值接收模塊和損傷部位表面應(yīng)變值接收模塊接收的所有應(yīng)變計(jì)的測量結(jié)果；監(jiān)測模塊，用于根據(jù)測量結(jié)果記錄模塊記錄的測量結(jié)果監(jiān)測修補(bǔ)區(qū)域的結(jié)構(gòu)損傷發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法和裝置，采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料中溫共固化工藝對(duì)金屬結(jié)構(gòu)損傷部位實(shí)施修補(bǔ)，并基于結(jié)構(gòu)傳力特性變化和殘余熱應(yīng)變釋放效應(yīng)在不同部位設(shè)置應(yīng)變計(jì)，通過各個(gè)應(yīng)變計(jì)的測量結(jié)果可對(duì)修補(bǔ)區(qū)域損傷的發(fā)展?fàn)顩r實(shí)施監(jiān)控，即使是飛機(jī)內(nèi)部的修理部位也能夠監(jiān)測其修補(bǔ)區(qū)域損傷的發(fā)展?fàn)顩r，擴(kuò)展了監(jiān)測范圍，提升了金屬結(jié)構(gòu)部件的可靠性。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法的流程圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例的為采用復(fù)合材料補(bǔ)片修理金屬結(jié)構(gòu)裂紋損傷的示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例的金屬結(jié)構(gòu)損傷的監(jiān)測裝置；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)合材料補(bǔ)片修理的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例給出了針對(duì)金屬結(jié)構(gòu)損傷部位的智能修理技術(shù)，在用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料完成對(duì)金屬結(jié)構(gòu)損傷區(qū)域的修理后，能利用智能復(fù)合材料補(bǔ)片的結(jié)構(gòu)傳力特性的變化和殘余熱應(yīng)變的變化，對(duì)修補(bǔ)區(qū)域的損傷發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)控。基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法和裝置。下面通過實(shí)施例進(jìn)行描述。

參見圖1所示的金屬結(jié)構(gòu)損傷的修理與監(jiān)測方法的流程圖，該方法包括以下步驟：

步驟S102，采用碳纖維復(fù)合材料預(yù)浸料中溫共固化工藝對(duì)金屬結(jié)構(gòu)損傷部位實(shí)施修補(bǔ)；

步驟S104，在共固化過程中，沿補(bǔ)片的長度方向在補(bǔ)片的內(nèi)部平均嵌入n個(gè)應(yīng)變計(jì)，用于測量補(bǔ)片內(nèi)部釋放的殘余熱應(yīng)變值；其中，該補(bǔ)片為碳纖維復(fù)合材料；

步驟S106，當(dāng)共固化過程完畢，且修補(bǔ)區(qū)域的溫度降到常溫后，在補(bǔ)片外表面沿補(bǔ)片傳力方向平均安裝m個(gè)應(yīng)變計(jì)，用于測量補(bǔ)片的外表面的應(yīng)變值；