[发明专利]复合结构、飞机和用于几乎看不见的冲击损伤检测的方法

说明书

本公开涉及复合结构、飞机和用于几乎看不见的冲击损伤检测的方法。复合结构包括：具有外表面的复合体，其中，所述复合体沿着跨度轴线是细长的；以及连接到所述复合体的所述外表面的检测层，所述检测层包括多个条带，其中，每个条带均包括嵌入在基质材料中的多个玻璃纤维，沿着基本上与所述跨度轴线对准的检测轴线是细长的，并且与相邻条带间隔开非零距离，使得在相邻条带之间限定不连续。

技术领域

本申请涉及复合结构，更具体地涉及用于复合结构的几乎看不见的冲击损伤(BVID)检测。

背景技术

复合材料通常包括增强材料(例如，诸如碳纤维片之类的纤维)和基质材料(例如，诸如环氧树脂之类的热固性树脂，或热塑性树脂)。可通过诸如使用预浸料技术或预成型技术(例如，在模具中)铺设多个复合材料层且然后固化所得的铺层，来形成复合结构。

复合材料(特别是纤维增强塑料)提供优于传统材料的各种优点。例如，碳纤维增强塑料(CFRP)提供了高强度和相对较轻的重量的有利组合(高的强度重量比)。因此，高性能复合材料(诸如碳纤维增强塑料)可以替代传统材料(例如，金属和木材)，这样，在航空航天工业以及其他工业(例如，汽车和船舶)中找到各种应用。例如，诸如纵梁(例如，叶片纵梁)之类的各种飞机结构由复合材料(例如，碳纤维增强塑料)构成。

由复合材料形成的结构在暴露于低能量/低速度冲击时易受几乎看不见的冲击损伤(BVID)。虽然具有几乎看不见的冲击损伤的复合结构的表面可几乎看不见或看不见损伤迹象，但是这样的冲击可能导致表面下的损伤(诸如分层)，表面下的损伤在没有精密的非破坏性检查(NDI)的情况下可能难以检测。

因此，本领域技术人员在几乎看不见的冲击损伤的领域中继续研发工作。

发明内容

一种复合结构包括：具有外表面的复合体，其中，所述复合体沿着跨度轴线是细长的；以及连接到所述复合体的所述外表面的检测层，所述检测层包括多个条带，其中，所述多个条带中的每个条带均：(i)包括嵌入在基质材料中的多个玻璃纤维；(ii)沿着检测轴线是细长的，所述检测轴线基本上与所述跨度轴线对准；并且(iii)与所述多个条带的相邻条带间隔开非零距离，使得在所述多个条带的相邻条带之间限定不连续。

一种用于检测复合体上的几乎看不见的冲击损伤的方法，其中，所述复合体包括外表面并且沿着跨度轴线是细长的，该方法包括连接步骤，即将包括多个条带的检测层连接到所述复合体的所述外表面，使得所述多个条带中的每个条带均沿着基本上与所述跨度轴线对准的检测轴线是细长的，其中，所述多个条带中的每个条带均包括嵌入在基质材料中的多个玻璃纤维。

根据以下详细描述、附图和随附权利要求书，所公开复合结构和用于几乎看不见的冲击损伤检测的方法的其他示例将变得显而易见。

附图说明

图1是所公开复合结构的一个示例的立体图；

图2是图1的复合结构的横截面侧视图；

图3是图1所示的复合结构的一个变型的横截面侧视图；

图4是图1所示的复合结构的另一个变型的横截面侧视图；

图5是图1所示的复合结构的又一个变型的横截面侧视图；

图6是图2所示的复合结构的一部分的详细横截面视图；

图7是在将检测层施加到复合体之前示出的图1的复合结构的检测层的平面图；

图8是图7所示的检测层的一个变型的平面图；

图9是描绘用于制造复合结构的所公开方法的一个示例的流程图；

图10是所公开复合结构的另选示例的横截面侧视图；

图11是描绘用于制造复合结构的所公开方法的另一个示例的流程图；