沈阳飞机工业(集团)有限公司孟庆勋获国家专利权
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龙图腾网获悉沈阳飞机工业(集团)有限公司申请的专利基于智能表层的飞机壁板装配变形监测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115574705B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211169058.X,技术领域涉及:G01B7/16;该发明授权基于智能表层的飞机壁板装配变形监测方法是由孟庆勋;张辉;潘新;李梅平;薛江久;杜杰设计研发完成,并于2022-09-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于智能表层的飞机壁板装配变形监测方法在说明书摘要公布了:本发明提出一种基于智能表层的飞机壁板装配变形监测方法,属于航空制造工程与飞机装配技术领域。本发明设计了一种长条阵列状导电复合材料打印结构,提出了一种基于此阵列结构的电学连接方式。既可以精准地确定变形的位置以及监测壁板变形大小变化,又可以满足监测快速响应的需求。本发明创新地提出了用于飞机壁板装配变形监测的一种智能表层,该智能表层基于3D打印技术制备,可在生产现场根据实际监测需要随时拆装,相较于传统的柔性传感方法优势显著。
本发明授权基于智能表层的飞机壁板装配变形监测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于智能表层的飞机壁板装配变形监测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:一、导电复合材料和基体的准备及压阻效应分析第一步,制备导电复合材料单丝将石墨烯、聚氨酯粉末放置在烘箱中进行干燥预处理,除去多余水分;然后将两种粉末放置球磨机中按比例1:1充分混合,稳定后得到导电复合材料粉末;再利用单螺杆挤出机设备挤压混合后的导电复合材料粉末形成单丝,供后续智能表层3D打印使用;第二步,制备基体在熔融状聚氨酯中加入总量10%的丙酮进行稀释,常温下在黏性塑料薄膜上糊制一层,保压固化挤出聚氨酯和薄膜之间的空气;常温成型后,放入烘箱中固化2h,将固化的试样按监测区域需要的尺寸裁剪得到基体;第三步,压阻效应分析壁板变形的定位与测量,主要利用的是单丝的压阻特性;单丝压阻特性由下式描述:R=ρLS式中:ρ为单丝的电阻率;R为单丝电阻;L为单丝长度;S为单丝的截面面积;单丝的压阻效应也表现在材料应变与电阻相对变化量关系和应变灵敏度系数,因此进行单轴拉伸应变载荷分析;为表征单丝材料力阻效应的灵敏程度,使用应变灵敏度系数作为衡量指标,即材料电阻相对变化量随应变变化的灵敏度;灵敏度系数K由下式描述:K=ΔRεR0其中:K为灵敏度系数;ε为应变;ΔR为单丝电阻变化量;R0为变形前单丝电阻;二、变形快速定位及测量方法设计一种根据监测区域需要改变单丝长条个数、长度及间距的长条阵列形状的打印结构,即智能表层;为了使阵列状单丝电阻快速输出而设计一种电路,此电路通过串并混联的形式将单丝连接,缩减了一半电阻变化量测量次数,监测时只需采集各个并联支路和干路电流的数值变化,即可得到各个单丝的电阻变化量;基于以上输出电路,将测量过程进行算法开发与数据封装,建立变形分析系统;该系统根据存在电阻变化的单丝分布位置来定位监测区域变形所在位置;根据此单丝材料灵敏的力阻效应进行测量,每个电阻变化值对应单丝的一个应变值,进而确定待测区域的变形大小;系统输入为两个方向单丝电阻的变化量,系统输出包含各个单丝位置及变形的网格状模型,以人机界面形式显示壁板待测区域变形的位置和大小;三、壁板装配变形监测实施在孔周变形区域表面铺设制作智能表层,将各并联支路和干路与数据采集仪相连,再将采集仪连接至电脑输出端,使用可编程数字电源在两对输入电极分别给定一个激励电压;监测设备连接好后,在壁板中间进行螺栓连接,逐步拧紧螺栓,观察变形分析系统界面输出信息,即可确定监测区域的变形位置及大小,进而实现了壁板装配变形的实时监测。
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