[发明专利]一种结构件成型时局部压力的实时监测方法

说明书

一种结构件成型时局部压力的实时监测方法，所述方法基于毛细管测压法，测压所用的毛细管整体水平设置且毛细管内充满液体传压介质，测压所用的毛细管外露一端与压力传感器储油腔密封连接，毛细管的另一端为其测量端；在预浸料铺贴过程中，在预浸料上设置用于容纳所述毛细管测量端的定位槽，且将设置在定位槽中的毛细管测量端的端口用树脂封端包裹，该树脂为与预浸料中树脂原材料相同的树脂，且将毛细管测量端以及树脂封端段均用预浸料整体包裹，所述预浸料为制备所述结构件相同的预浸料。本发明通过对毛细管测量端端口进行双层包裹处理，即先利用树脂包裹再利用预浸料包裹，使得毛细管测压法在测局部小尺寸压力时能够稳定可靠。

技术领域

本发明属于航空航天制造领域，为复合材料加筋壁板成型过程在线监测技术，具体涉及到一种结构件成型时局部压力的实时监测方法。

背景技术

先进复合材料具有密度小、比强度高、比模量高、耐高温、抗疲劳等显著优点，已经广泛应用于航空航天等高科技领域。轻质、高效、低成本的复合材料加筋结构，结构稳定性好，轴向载荷传递效率高，还可大量减少构件数量和装配工时。帽型加筋壁板即是一种复合材料加筋结构，属于典型结构件，主要由帽型长桁2、蒙皮1和捻子条3构成，其中蒙皮1是由多层的预浸料经铺贴而成。采用“干长桁+湿蒙皮”共胶结工艺成型过程中，帽型加筋壁板三角区A位于长桁2、蒙皮1和捻子条3交界的区域，且三角区A填充的捻子条3为非对称结构，如图1所示，三角区A内部压力分布不均匀易导致三角区A下方蒙皮1产生褶皱、气孔等缺陷。故须全过程实时监测三角区的压力分布。

“干长桁+湿蒙皮”共胶结工艺制造环境的不均匀性，固化过程具有的不可见性以及三角区有效测试范围小即局部小尺寸，加大了复合材料帽型壁板三角区压力观测的难度。亟需针对典型结构件采用共胶结工艺成型时，提出一种三角区压力全过程实时监测策略。

本申请人的在先专利文献CN201711402069.7公开了一种复合材料热压固化过程的多参数在线监测系统以及方法，其中监测系统包括温度传感器、光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、压力传感器、数据记录仪和上位机，上位机中运行有多参数监测模块执行监测，其中在线监测方法包括测温度步骤、监测压力步骤、监测应变步骤和监测应力步骤。但该方法在对帽型加筋壁板三角区的压力进行测量时，受到了有效测试范围小即局部小尺寸的限制，无法测量出相应的压力数据。

本申请人的另一在先专利文献CN201721812846.0公开了一种压力测量装置，包括一个测压单件或至少两个并列设置的测压单件，测压单件包括绝压变送器、储液腔、密封螺钉和毛细管。还公开了包含上述压力测量装置的压力监测系统，压力监测系统还包括热压罐、数据记录仪以及上位机。但该压力测量装置也无法将帽型加筋壁板三角区的压力直接测量得出。

因此，本领域需要一种结构件成型时局部小尺寸压力的实时监测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构件成型时局部压力的实时监测方法，解决了典型结构件采用共胶结工艺成型时的局部小尺寸处的压力无法进行实时监测的技术问题。

本发明的技术方案是，

一种结构件成型时局部压力的实时监测方法，所述方法基于毛细管测压法，测压所用的毛细管整体水平设置且毛细管内充满液体传压介质，测压所用的毛细管外露一端与压力传感器储油腔密封连接，毛细管的另一端即成型后设置在结构件内部的一端为其测量端；在预浸料铺贴过程中，在预浸料上设置用于容纳所述毛细管测量端的定位槽，且将设置在定位槽中的毛细管测量端的端口用树脂封端包裹，该树脂为与预浸料中树脂原材料相同的树脂，且将毛细管测量端以及树脂封端段均用预浸料整体包裹，所述预浸料为制备所述结构件相同的预浸料。

在一种具体的实施方式中，将毛细管测量端以及树脂封端段均用预浸料整体包裹后，还用胶膜铺盖安装在定位槽中的毛细管测量端和包裹毛细管的预浸料；然后再继续用预浸料进行铺层，铺贴完毕后，将帽型长桁通过胶膜与预浸料胶接。