[发明专利]一种检测机翼疲劳断裂的方法

说明书

本发明提供的检测机翼疲劳断裂的方法，通过在机翼上布置两层交叉的导电片以及二者之间的脆性绝缘层，通过阻值的变化以及计算各个导电条的坐标，获得疲劳断裂的位置数据，直接根据机翼后掠角进行布置导电片，从而获得最接近真实状态的疲劳断裂数据，然后再经过坐标变换，获得精确的疲劳断裂数据，从而为飞机的设计、制造和飞行检测提供最真实的第一手数据，为机翼的修正、加强提供参考。

技术领域

本发明涉及飞行器可靠性技术领域，具体的说涉及一种检测机翼疲劳断裂的方法。

背景技术

为了保证复合材料作为主要部件正常应用于各种场合，以及对复合材料部件或结构自身完整性的要求，尤其是航空航天应用场景下，复合材料结构件的完整性直接影响了飞行器的安全性和可靠性，需要对复合材料的结构完整性进行监测。

飞机机翼的表面为翼型结构，所以不是平面，并且由于飞机机翼具有后掠角度，其在飞行过程中承受的应力情况更为复杂，即同时承受飞行方向和后掠角方向两个方向叠加的应力，这也就给检测机翼的疲劳断裂带来了困难，利用现有的应变片结构进行检测，其结果已经不能真实的反映出机翼的疲劳情况。据此，需要设计一种检测方法，能够真实反映出机翼的疲劳断裂的位置和疲劳断裂的幅度，从而为飞机的设计和制造提供参考，以协助设计和制造人员对易受疲劳断裂的位置进行修正和加强。

发明内容

鉴于以上所述的技术问题，本发明实施例提供了一种检测机翼疲劳断裂的方法，能够真实反映出飞机机翼的疲劳断裂的位置和疲劳断裂的幅度。

一种检测机翼疲劳断裂的方法，包括：

步骤一、在飞机机翼被测部位上镀敷上第一组导电条，第一组导电条的方向平行于机翼前缘，机翼前缘后掠角为θ；若机翼与第一组导电条的接触面为导体，则需要对机翼表面进行绝缘处理，例如在机翼上先镀敷一层脆性绝缘层，再进行步骤二的操作；

第一组导电条中的每个导电条宽度为By，相邻导电条间距为Wy，厚度为Hy，具体取值与被测部位大小以及测量精度有关，通常可取By＝0.1mm～5mm，Wy＝0.1mm～5mm，Hy＝0.1μm～0.1mm；

第一组导电条所用的材料为导电材料，如金属、合金、碳纳米管、高分子导电材料等；

步骤二、在第一组导电条上镀敷一层脆性绝缘层；

脆性绝缘层的作用是将其两侧的部件进行绝缘，防止短路，脆性绝缘层的材料可以为金属氧化物、陶瓷等绝缘材料形成的具有脆性的膜层；通过脆性绝缘层可以更精确的与疲劳断裂的区域相匹配，从而获得更精准的断裂面，通过脆性绝缘层传递给第二组导电条的疲劳断裂形状也可以与真实的疲劳断裂形状更接近，从而获得精准的疲劳断裂数据；

步骤三、在脆性绝缘层上镀敷第二组导电条；

第二组导电条中的每个导电条宽度为Bx，相邻导电条间距为Wx，厚度为Hx，具体取值与被测部位大小以及测量精度有关，通常可取Bx＝0.1mm～5mm，Wx＝0.1mm～5mm，Hx＝0.1μm～0.1mm；

第二组导电条的方向平行于飞机飞行方向；即第一组导电条与第二组导电条的夹角为90°-θ；

第二组导电条所用的材料为导电材料，如金属、合金、碳纳米管、高分子导电材料等；

步骤四、检测第一组导电条的阻值Ra和第二组导电条的阻值Rb；

步骤五、对机翼进行疲劳测试；

步骤六、经过疲劳测试后，机翼被测部位可能会出现破裂，由于镀敷在机翼上的第一组导电条、脆性绝缘层和第二组导电条厚度非常薄，在宏观层面上可以认为是与机翼一体的，因此可以认为破裂会同样产生在上述膜层上，而且尺寸一致；