[發(fā)明專利]一種曲面恒力敲擊機(jī)及復(fù)合材料檢測方法

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• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112284946A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭婷;盧鑫;賴周藝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01N3/38
• 分類號: G01N3/38;G01N3/02
• 代理公司: 深圳世科豐專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44501
• 代理人: 傅輝陽

本發(fā)明公開了一種曲面恒力敲擊機(jī)及復(fù)合材料檢測方法，包括敲擊機(jī)外殼體，所述敲擊機(jī)外殼體內(nèi)固定設(shè)有支撐鋼板，所述支撐鋼板上通過弱電纜線連接有激光測距儀，所述敲擊機(jī)外殼體內(nèi)位于所述支撐鋼板下方設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的下方通過緩沖支撐墊固定在所述敲擊機(jī)外殼體內(nèi)，所述步進(jìn)電機(jī)上通過所述凸輪連接有敲擊桿，所述敲擊桿下方設(shè)有敲擊頭，有益效果：這樣的裝置結(jié)構(gòu)簡單，取代了在復(fù)合材料表面的人工敲擊，保證了每次敲擊在曲面上的力度都一樣，可以方便攜帶和隨時使用，且無噪音。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料檢測領(lǐng)域，具體來說，涉及一種曲面恒力敲擊機(jī)及復(fù)合材料檢測方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、高比強度、可設(shè)計性強、耐高溫和腐蝕等特性而被大量地應(yīng)用于現(xiàn)代新型飛機(jī)。無論是波音公司、空客公司還是國產(chǎn)大飛機(jī)，其生產(chǎn)飛機(jī)的復(fù)合材料用量占比逐步增長，復(fù)合材料大規(guī)模應(yīng)用為民機(jī)設(shè)計、生產(chǎn)以及適航與維修帶來了機(jī)遇，同時也面臨巨大的挑戰(zhàn)。復(fù)合材料在工藝過程中，由于增強纖維的表面狀態(tài)、樹脂粘度、低分子物含量、線性高聚物向體型高聚物轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)速度、樹脂與纖維的浸漬性、組分材料熱膨脹系數(shù)的差異以及工藝參數(shù)控制的影響等，在復(fù)合材料制品中難免會出現(xiàn)氣孔、疏松、樹脂開裂、分層和脫粘等缺陷。

以敲擊檢測為基礎(chǔ)的無損檢測方法是目前在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷檢測中最常用的一種方法，相對X射線和超聲波等其他無損檢測方法，該方法具有簡單、廉價和快速等優(yōu)點。通常檢測人員利用硬幣或機(jī)頭等工具敲擊飛機(jī)表面，通過仔細(xì)辨別敲擊聲音的差異來查找損傷缺陷，這種方式嚴(yán)重依賴于操作人員的敲擊手法和主觀經(jīng)驗判斷，檢測人員需要經(jīng)過長期專業(yè)的培訓(xùn)方能上崗。從事該項工作的人員也會因為長期的敲擊聲，對自身聽力造成不可逆的損傷。操作人員每次敲擊的手法和力度都會不一樣，特別是遇到曲面復(fù)合材料每次敲擊的力度就會產(chǎn)生更大的差別，導(dǎo)致檢測結(jié)果產(chǎn)生了較大的誤差，給飛行安全帶來了危害。

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種曲面恒力敲擊機(jī)及復(fù)合材料檢測方法，以克服現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種曲面恒力敲擊機(jī)，包括敲擊機(jī)外殼體，所述敲擊機(jī)外殼體內(nèi)固定設(shè)有支撐鋼板，所述支撐鋼板上通過弱電纜線連接有激光測距儀，所述敲擊機(jī)外殼體內(nèi)位于所述支撐鋼板下方設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的下方通過緩沖支撐墊固定在所述敲擊機(jī)外殼體內(nèi)，所述步進(jìn)電機(jī)上通過所述凸輪連接有敲擊桿，所述敲擊桿下方設(shè)有敲擊頭。

進(jìn)一步的，所述激光測距儀選用三角法測量類型的激光測距儀。

進(jìn)一步的，所述步進(jìn)電機(jī)選用AMAM0820普通四相步進(jìn)電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述敲擊機(jī)外殼體的底部對稱設(shè)有支撐腳。

進(jìn)一步的，還包括齒輪聯(lián)結(jié)器，所述齒輪聯(lián)結(jié)器與所述步進(jìn)電機(jī)連接。

一種所述曲面恒力敲擊機(jī)用于復(fù)合材料檢測方法，包括步驟：

S1:利用激光測距儀首先測出步進(jìn)電機(jī)到復(fù)合材料曲面的距離，并將該距離傳遞給單片機(jī)控制系統(tǒng)；

S2:單片機(jī)控制系統(tǒng)接收到信息后進(jìn)行處理，并將計算出的數(shù)據(jù)傳遞給步進(jìn)電機(jī)；

S3：通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角速度來實現(xiàn)控制敲擊的力度和頻率；

S4：單片機(jī)控制系統(tǒng)系統(tǒng)實時采集和傳輸復(fù)合材料表面振動波形信號，快速檢測出復(fù)合材料的強度和缺陷。

本發(fā)明提供了一種曲面恒力敲擊機(jī)，有益效果如下：