[发明专利]用于结构粘结连接的质量控制过程

说明书

技术领域

本发明包括在结构的制造领域中，其包括几个子部件(例如，由纤维或类似材料的非连续加强材料和热固性树脂或类似材料的连续基体(matrix)形成的复合材料的结构的子部件的共固化)的连接固结过程和/或几个子部件的粘合连接(例如，复合材料或金属材料结构的子部件的粘结)，本发明具体地包括在那些由于安全问题需要对代表证明连接质量的所述连接的标准试件进行额外测试的技术领域中。 

背景技术

基本结构中对于先进复合材料的大量引入已经成为结构优化的基本过程(在减轻重量和提高机械性能的基础上)，是设计和制造新一代飞行器的首要目标之一。 

引入复合材料的主要优点之一是由于高度集成的结构元件能够在组装过程中节约成本，所述结构元件一般包括蒙皮(skin)和在固化和/或粘结过程中集成的加强或加固元件。 

这些粘合连接，与传统的铆接连接相比具有很多优点(组装过程中节省成本，更轻质、更坚固、并具有更小的应力集中、防漏等)，但具有一个重大的缺陷：所述连接使用的材料和环境条件以及操作条件都必须一直控制得十分完美，并且代表所述连接的测试件的制造和测试必需要保证所述测试件的质量。 

制造和测试这些测试件的成本相当高，而且难以确保证测试件的结构和制造条件与代表的部件的结构和制造条件相同，因此获得的结果仅仅是近似于所代表的连接的实际状态。 

因此，工业上需要新的、不具有上述缺陷的粘合连接质量控制过程，本发明旨在满足该需要。 

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于使用代表粘合连接的子部件中的一个的预制造设备为粘合连接提供一种质量控制过程，该预制造设备在与代表粘合连接的条件类似的条件下粘结到另一个子部件上。 

该目的通过用于结构的两个子部件的粘合连接的质量控制过程来实现，该过程包括如下步骤： 

a)提供将被控制的制的材料的结构； 

b)提供一个预制造测试设备，该设备代表结构的子部件中的一个，其中所述子结构部件由金属材料或复合材料制成； 

c)在与所述子部件的实际粘合连接类似的条件下，将所述一个预制造测试设备粘结到所述结构的另一个子部件； 

d)在所述一个预制造设备上执行至少一次机械测试，所述至少一次机械测试允许评价所述粘合连接的质量。定性结果(失效模式)和定量结果(失效应力和应变)均被认为代表测试中的实际粘合连接， 

其中，所述一个预制造测试设备的主体具有底部，所述底部具有平坦表面，所述主体用于在其底部处粘接到所述结构的所述另一个子部件，其中非粘合释放膜施加在所述平坦表面上，并且所述平坦表面部分地置于所述一个预制造测试设备与另一个子部件的表面之间。 

在本发明的优选实施例中，本发明的过程目标应用于由复合材料制成的结构。 

在另一个优选实施例中，本发明的过程目标应用于由金属材料制成的结构。 

本发明相对于使用标准测试件的质量控制过程的优点在于：本发明允许利用置入代表连接的子部件中的一个预制造设备代替所述标准测试件的制造和测试，所述子部件中的一个在与实际连接条件类似的条件下粘结到另一个子部件。子部件之间的连接质量由预制造设备与另一个子部件之间的连接质量表示，这通过用于在制造过程之后立即现场执行的测试中使所述预制造设备与所述另一个子部件之间的连接的失效所必须的应力给出，这大大简化了所述连接的鉴定过程并减小其成本。 

以下将参照附图在示意性实施例的如下详细说明中公开本发明的其它特征和优点。 

附图说明

图1示出了在根据本发明的质量控制过程中使用的设备1的具有部分剖面的正视图，该设备由将固定到将被测试的元件表面上的主体11和一次性头部(disposable head)12组成，该一次性头部包括用于通过易断颈部16连接的工具的凹槽或腔体-在附图中，是具有六边形截面的用于方孔螺钉用扳手的圆柱形腔体15。主体11具有平坦表面，该表面成为与将被测试的元件的表面连接的连接表面，可以包括或可以不包括在设备本身中的连接粘合剂13和可以包括或可以不包括在设备本身中的非粘合释放膜14(聚四氟乙烯材料或类似材料)将施加该表面上，并且所述表面部分地置于本发明的对象设备1和将被测试的元件的表面之间； 

图2示出了安装在将被测试的元件17的表面上的设备1的等角投影图；