[发明专利]一种复杂曲面体的定位检测装置及检测方法

说明书

本申请公开了一种复杂曲面体的定位检测装置，其包括基座、固定在基座上表面的支撑模和设置在支撑模上方的检测模，在支撑模的上表面形成有下设定型面，在检测模的下表面设置有上设定型面；在扭转三维机织物上设置有若干条定位示迹线；对应于每条定位示迹线，在下设定型面上均设置有一条定位校准线，在上设定型面上均设置有一条校准标定线；检测模被若干相互平行的第一竖直平面分割为若干检测分模。本申请还公开了复杂曲面体的检测方法。通过定位示迹线与校准标定线的位置偏差可直观表征三维机织物扭转前的示迹线扭转后与理论设计位置的偏差程度，可定性判断理论设计的精准性，简单快速的给出设计偏差较大区域位置。

技术领域

本发明涉及一种复杂曲面体的定位检测装置及检测方法，属于三维机织物扭转偏移检测技术。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、强度高、刚度好等特点，被广泛用于航空飞行器和发动机结构，成为航空装备的关键材料。三维机织物的精度与复合材料成型工艺密切相关，决定了复合材料最终的成型质量，三维机织物属于柔性软体制品，纱线相互交织形成整体的空间网状结构，使其具有极高的外形结构和力学性质可设计性，可织造出连续变厚度复杂曲面的三维异形截面预制件，再经过一定的成型工艺最终加工为一种具有高比刚度、高比强度、抗冲击、抗分层、抗剪切性能、耐腐蚀等优良特性的新型纺织三维机织复合材料。

基于三维机织物独特的性能结构，三维机织复合材料被广泛应用在航天工业，如涡轮发动机、火箭发动机、发射器喷管、机身框架等关键部件，同时在港口、土木的基础结构和船舶、高速列车、汽车等方面也有很大的应用价值。

在复合材料成型过程中织物的结构、厚度、扭转偏移、变形等都会对成型质量造成一定影响，因此对织物的结构性能、加工精度等方面提出较高的要求。在目前，对于三维机织物原有外形的检测已有较为成熟的方法，但是由于部分三维机织物需要在扭曲变形后才与树脂进行复合，对于扭曲变形后的三维机织物的外形检测仍采用现有的设备进行检测，无法对三维机织物变形后的具体不合格处进行详细的检测，导致对织造参数的修改困难。

发明内容

为解决上述问题，本申请首先提出了一种复杂曲面体的定位检测装置，其用于检测扭转三维机织物，其包括基座、支撑模和检测模，该支撑模固定在该基座的上表面上，在该支撑模的上表面形成有下设定型面，该检测模可拆卸地设置在支撑模的上方，在该检测模的下表面设置有上设定型面；

该下设定型面与扭转三维机织物的设定下表面相同，该上设定型面与扭转三维机织物的设定上表面相同；在扭转三维机织物上设置有若干条定位示迹线；

对应于每条定位示迹线，在下设定型面上均设置有一条定位校准线；

对应于每条定位示迹线，在上设定型面上均设置有一条校准标定线；

检测模被若干相互平行的第一竖直平面分割为若干检测分模，并使上设定型面分割为若干上分型面；定位校准线与所对应的校准标定线在竖直方向上共面；沿竖直方向观察，该第一竖直平面与定位校准线相交。选第一竖直平面与定位校准线垂直。本申请中的扭转三维机织物由三维机织物扭转变形后所形成。

支撑模与检测模之间用于放置扭转三维机织物，本申请中在使用时，待检测的扭转三维机织物被放置在支撑模与检测模之间，利用定位示迹线与定位校准线以及校准标定线之间的偏离来检测扭转三维机织物是否达到设计要求，进而得到未扭转变形前的三维机织物的设计偏差，获得改进数据，以对三维机织物的设计进行修正。本申请中，将检测模分割为若干小的检测分模，在进行检测时，可以将其中的一块检测分模移除，然后对相邻检测分模所对应的区域的定位示迹线与校准标定线之间距离进行检测，获得扭转三维机织物与设定形状之间的偏差。

通过定位示迹线与校准标定线的位置偏差可直观表征三维机织物扭转前的示迹线扭转后与理论设计位置的偏差程度，可定性判断理论设计的精准性，简单快速的给出设计偏差较大区域位置。