[發明專利]一種結構件成型時局部壓力的實時監測方法

有效

• 申請號: 202010003886.0
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111157172B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 湛利華;彭南輝;楊曉波;關成龍;戴光明;趙國慶
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00;B29C70/54;B29C70/34
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

一種結構件成型時局部壓力的實時監測方法，所述方法基于毛細管測壓法，測壓所用的毛細管整體水平設置且毛細管內充滿液體傳壓介質，測壓所用的毛細管外露一端與壓力傳感器儲油腔密封連接，毛細管的另一端為其測量端；在預浸料鋪貼過程中，在預浸料上設置用于容納所述毛細管測量端的定位槽，且將設置在定位槽中的毛細管測量端的端口用樹脂封端包裹，該樹脂為與預浸料中樹脂原材料相同的樹脂，且將毛細管測量端以及樹脂封端段均用預浸料整體包裹，所述預浸料為制備所述結構件相同的預浸料。本發明通過對毛細管測量端端口進行雙層包裹處理，即先利用樹脂包裹再利用預浸料包裹，使得毛細管測壓法在測局部小尺寸壓力時能夠穩定可靠。

技術領域

本發明屬于航空航天制造領域，為復合材料加筋壁板成型過程在線監測技術，具體涉及到一種結構件成型時局部壓力的實時監測方法。

背景技術

先進復合材料具有密度小、比強度高、比模量高、耐高溫、抗疲勞等顯著優點，已經廣泛應用于航空航天等高科技領域。輕質、高效、低成本的復合材料加筋結構，結構穩定性好，軸向載荷傳遞效率高，還可大量減少構件數量和裝配工時。帽型加筋壁板即是一種復合材料加筋結構，屬于典型結構件，主要由帽型長桁2、蒙皮1和捻子條3構成，其中蒙皮1是由多層的預浸料經鋪貼而成。采用“干長桁+濕蒙皮”共膠結工藝成型過程中，帽型加筋壁板三角區A位于長桁2、蒙皮1和捻子條3交界的區域，且三角區A填充的捻子條3為非對稱結構，如圖1所示，三角區A內部壓力分布不均勻易導致三角區A下方蒙皮1產生褶皺、氣孔等缺陷。故須全過程實時監測三角區的壓力分布。

“干長桁+濕蒙皮”共膠結工藝制造環境的不均勻性，固化過程具有的不可見性以及三角區有效測試范圍小即局部小尺寸，加大了復合材料帽型壁板三角區壓力觀測的難度。亟需針對典型結構件采用共膠結工藝成型時，提出一種三角區壓力全過程實時監測策略。

本申請人的在先專利文獻CN201711402069.7公開了一種復合材料熱壓固化過程的多參數在線監測系統以及方法，其中監測系統包括溫度傳感器、光纖光柵傳感器、光纖光柵解調儀、壓力傳感器、數據記錄儀和上位機，上位機中運行有多參數監測模塊執行監測，其中在線監測方法包括測溫度步驟、監測壓力步驟、監測應變步驟和監測應力步驟。但該方法在對帽型加筋壁板三角區的壓力進行測量時，受到了有效測試范圍小即局部小尺寸的限制，無法測量出相應的壓力數據。

本申請人的另一在先專利文獻CN201721812846.0公開了一種壓力測量裝置，包括一個測壓單件或至少兩個并列設置的測壓單件，測壓單件包括絕壓變送器、儲液腔、密封螺釘和毛細管。還公開了包含上述壓力測量裝置的壓力監測系統，壓力監測系統還包括熱壓罐、數據記錄儀以及上位機。但該壓力測量裝置也無法將帽型加筋壁板三角區的壓力直接測量得出。

因此，本領域需要一種結構件成型時局部小尺寸壓力的實時監測方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構件成型時局部壓力的實時監測方法，解決了典型結構件采用共膠結工藝成型時的局部小尺寸處的壓力無法進行實時監測的技術問題。

本發明的技術方案是，

一種結構件成型時局部壓力的實時監測方法，所述方法基于毛細管測壓法，測壓所用的毛細管整體水平設置且毛細管內充滿液體傳壓介質，測壓所用的毛細管外露一端與壓力傳感器儲油腔密封連接，毛細管的另一端即成型后設置在結構件內部的一端為其測量端；在預浸料鋪貼過程中，在預浸料上設置用于容納所述毛細管測量端的定位槽，且將設置在定位槽中的毛細管測量端的端口用樹脂封端包裹，該樹脂為與預浸料中樹脂原材料相同的樹脂，且將毛細管測量端以及樹脂封端段均用預浸料整體包裹，所述預浸料為制備所述結構件相同的預浸料。

在一種具體的實施方式中，將毛細管測量端以及樹脂封端段均用預浸料整體包裹后，還用膠膜鋪蓋安裝在定位槽中的毛細管測量端和包裹毛細管的預浸料；然后再繼續用預浸料進行鋪層，鋪貼完畢后，將帽型長桁通過膠膜與預浸料膠接。