[發明專利]用于非破壞性檢查的計算機實現的方法和系統

在審

• 申請號: 202010617631.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN112182832A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: J·博爾德;N·拉佩納
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張全信

公開了一種用于非破壞性檢查結構的部件的計算機實現的方法和系統。該方法包括振動所述部件；使用包含一個或多個麥克風的傳感器單元測量所述部件的振動頻率；獲取所述部件的第一頻率響應并在第一頻率響應中識別至少一個本征頻率；比較至少一個本征頻率與預期的振動頻率并獲得它們之間的差異；以及根據本征頻率與預期的振動頻率之差異確定所述部件是否有缺陷。

技術領域

本公開總體上涉及用于結構組件的非破壞性檢查的技術，并且更具體地涉及用于使用頻率響應來檢測結構的部件中的結構損傷的質量控制系統和方法。

背景技術

許多機械系統，例如商用載具、制造設備和其他工業系統可能會暴露在特別活躍的環境條件下，例如振動、極端溫度、沖擊和機械應力。例如，即使在地面上，飛機也可能在貨物裝卸期間承受巨大的壓力，以及來自支持載具和地面支撐設備的撞擊。在飛行過程中，起飛和降落過程中可能會因貨物移動或固定不當、飛行過程中物體的沖擊等而產生應力和/或撞擊。另外，由于暴露于高溫或低溫下可能會導致熱應力。

因此通常在使用壽命期間，但也在生產過程中定期檢查和評估組件。使用3D打印制造的結構組件的完整性可能會受到損害，而沒有伴隨視覺可檢測的環境條件對組件影響的跡象。3D打印也稱為增材制造(AM)，其可以限定為連接材料以根據計算機輔助設計(CAD)模型數據制作物體的工藝，與減法制造方法相反，其通常是逐層的。

當前，通常使用X射線技術或計算機斷層掃描來檢查AM組件。這種技術需要昂貴的設備和復雜的程序。這使得檢查費力、困難并且昂貴。此外，由于系統的分辨率，某些微斷裂在X射線或計算機斷層掃描期間可能未被發現。

可選地，可以使用液體滲透劑技術。然而，這些操作必須由操作員手動進行。它們非常耗時，并且取決于特定操作員的技能和經驗。染料滲透劑是加工(metha maschined)和固定部件的常用方法，但在這里人工檢查可能不容易發現小裂紋，特別是當熱應力在裂紋中誘導壓縮載荷時。此外，如果組件是使用激光焊接工藝逐層制造的增材制造部件，所述部件內部會產生熱應力，并且可能會引起微裂紋，而現有的檢查技術則不太合適，因為它們要么由于設備而昂貴要么由于體力勞動而勞動密集。當前，所有AM部件都必須進行全面檢查。

因此，存在對非破壞性檢查技術的需求，其可以指示在制造之后或在操作期間暴露于環境條件之后對結構組件的累積影響。這些指示可能導致在適當的時候安排對結構組件進行進一步評估、維護和/或更換。

發明內容

本文中可公開一種用于通過使用本征頻率來檢測部件的微斷裂的方法和系統。在某個實例中，公開了一種用于非破壞性檢查結構的部件的計算機實現的方法。所述計算機實現的方法可以包括：振動所述部件、使用包括一個或多個麥克風的傳感器單元來測量所述部件的振動頻率、獲得所述部件的第一頻率響應以及在所述第一頻率響應中識別至少一個本征頻率；將所述至少一個本征頻率與預期的振動頻率進行比較并獲得它們之間的差異，以及基于本征頻率和預期的振動頻率之間的差異來確定所述部件有缺陷。

在另一個實例中，公開了一種用于結構的部件的非破壞性檢查的系統。該系統可以包括：被配置為接收該部件的聲學室、被耦合至該聲學室并被配置為測量該部件的振動頻率以獲得所述部件的頻率響應且在頻率響應中識別至少一個本征頻率的傳感器單元、以及處理單元。所述處理單元可以被配置為比較所述至少一個本征頻率與預期的振動頻率以獲得它們之間的差異，并且基于所述差異將所述部件識別為有缺陷。

該方法和系統的有利展開討論如下。已經討論的特征、功能和優點可以在各種實例中獨立地實現，或者可以在其他實例中組合，可以參考以下描述和附圖來進一步了解其細節。

附圖說明

一系列附圖有助于更好地理解本公開并且作為非限制性實例呈現且在下面非常簡要地描述。

圖1A示出了沒有缺陷的原有部件的圖示。

圖1B示出了具有微斷裂的缺陷部件的圖示。