[发明专利]用于非破坏性检查的计算机实现的方法和系统

说明书

公开了一种用于非破坏性检查结构的部件的计算机实现的方法和系统。该方法包括振动所述部件；使用包含一个或多个麦克风的传感器单元测量所述部件的振动频率；获取所述部件的第一频率响应并在第一频率响应中识别至少一个本征频率；比较至少一个本征频率与预期的振动频率并获得它们之间的差异；以及根据本征频率与预期的振动频率之差异确定所述部件是否有缺陷。

技术领域

本公开总体上涉及用于结构组件的非破坏性检查的技术，并且更具体地涉及用于使用频率响应来检测结构的部件中的结构损伤的质量控制系统和方法。

背景技术

许多机械系统，例如商用载具、制造设备和其他工业系统可能会暴露在特别活跃的环境条件下，例如振动、极端温度、冲击和机械应力。例如，即使在地面上，飞机也可能在货物装卸期间承受巨大的压力，以及来自支持载具和地面支撑设备的撞击。在飞行过程中，起飞和降落过程中可能会因货物移动或固定不当、飞行过程中物体的冲击等而产生应力和/或撞击。另外，由于暴露于高温或低温下可能会导致热应力。

因此通常在使用寿命期间，但也在生产过程中定期检查和评估组件。使用3D打印制造的结构组件的完整性可能会受到损害，而没有伴随视觉可检测的环境条件对组件影响的迹象。3D打印也称为增材制造(AM)，其可以限定为连接材料以根据计算机辅助设计(CAD)模型数据制作物体的工艺，与减法制造方法相反，其通常是逐层的。

当前，通常使用X射线技术或计算机断层扫描来检查AM组件。这种技术需要昂贵的设备和复杂的程序。这使得检查费力、困难并且昂贵。此外，由于系统的分辨率，某些微断裂在X射线或计算机断层扫描期间可能未被发现。

可选地，可以使用液体渗透剂技术。然而，这些操作必须由操作员手动进行。它们非常耗时，并且取决于特定操作员的技能和经验。染料渗透剂是加工(metha maschined)和固定部件的常用方法，但在这里人工检查可能不容易发现小裂纹，特别是当热应力在裂纹中诱导压缩载荷时。此外，如果组件是使用激光焊接工艺逐层制造的增材制造部件，所述部件内部会产生热应力，并且可能会引起微裂纹，而现有的检查技术则不太合适，因为它们要么由于设备而昂贵要么由于体力劳动而劳动密集。当前，所有AM部件都必须进行全面检查。

因此，存在对非破坏性检查技术的需求，其可以指示在制造之后或在操作期间暴露于环境条件之后对结构组件的累积影响。这些指示可能导致在适当的时候安排对结构组件进行进一步评估、维护和/或更换。

发明内容

本文中可公开一种用于通过使用本征频率来检测部件的微断裂的方法和系统。在某个实例中，公开了一种用于非破坏性检查结构的部件的计算机实现的方法。所述计算机实现的方法可以包括：振动所述部件、使用包括一个或多个麦克风的传感器单元来测量所述部件的振动频率、获得所述部件的第一频率响应以及在所述第一频率响应中识别至少一个本征频率；将所述至少一个本征频率与预期的振动频率进行比较并获得它们之间的差异，以及基于本征频率和预期的振动频率之间的差异来确定所述部件有缺陷。

在另一个实例中，公开了一种用于结构的部件的非破坏性检查的系统。该系统可以包括：被配置为接收该部件的声学室、被耦合至该声学室并被配置为测量该部件的振动频率以获得所述部件的频率响应且在频率响应中识别至少一个本征频率的传感器单元、以及处理单元。所述处理单元可以被配置为比较所述至少一个本征频率与预期的振动频率以获得它们之间的差异，并且基于所述差异将所述部件识别为有缺陷。

该方法和系统的有利展开讨论如下。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实例中独立地实现，或者可以在其他实例中组合，可以参考以下描述和附图来进一步了解其细节。

附图说明

一系列附图有助于更好地理解本公开并且作为非限制性实例呈现且在下面非常简要地描述。

图1A示出了没有缺陷的原有部件的图示。

图1B示出了具有微断裂的缺陷部件的图示。