专利名称：用于复合结构的不规则性部分检查的超声波建模的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及材料的无损评价(evaluation)，更具体地，涉及用于检查复合结构不规则性部分(irregularity)的方法和系统。
背景技术：
已知的飞机系统逐渐由复合材料制造。由复合材料制造的至少某些结构可能包括不规则性部分，例如在制造期间形成的起皱，可能影响和/或改变复合材料的机械特性。同样地，由复合材料制造的至少某些结构在安装和/或使用之前进行无损评价和/或检查。用于检查这些结构的一个已知方法包括脉冲回波超声波和/或X光照相术。然而，至少某些方法只检查不规则性部分的阴影，因此不完全表征不规则性部分的严重性和/或深度。而且，至少某些方法是冗长的和/或耗时的。
发明内容
在一个方面中，提供了一种用于检查复合结构的方法。所述方法包含定义至少一个不规则性部分参数。进行第一激励检查，从而提供与所述至少一个不规则性部分参数相关联的第一波形数据集。利用第一评价设置进行所述第一激励检查。基于所述第一波形数据集生成第一图像；以及确定所述第一图像的质量是否满足预定的阈值。在另一个方面中，提供了一种具有编码在其上的计算机可读指令的计算机可读存储设备，其中处理器可以执行所述计算机可读指令，从而执行包含以下的功能。进行复合结构的第一激励检查，从而提供与至少一个不规则性部分参数相关联的第一波形数据集。使用第一评价设置进行所述第一激励检查。基于所述第一波形数据集生成第一图像；以及确定所述第一图像的质量是否满足预定的阈值。
还是在另一个方面中，提供了一种系统。该系统包括配置为进行第一激励检查以提供与至少一个不规则性部分参数相关联的第一波形数据集的建模模块。利用第一评价设置进行第一激励检查。成像模块配置为基于第一波形集产生第一图像，并且确定所述第一图像的质量是否满足预定阈值。本文中描述的特征、功能和优势可以在本发明的不同实施例中独立地实施，或可以在其他实施例中组合起来实施，参考下面的说明书和附图可以了解其进一步的细节。
图1是示例性的飞机的平面图；图2是可以与图1中所示的飞机一起使用的示例性复合结构的剖视图；图3是图2中所示的复合结构的详细剖视图；图4是图2和图3中所示的复合结构的模型；图5是可以用于检查图2中所示的复合结构的示例性计算机系统的示意图；图6是图4中所示的模型的示例性虚像的屏幕截图7是可以用于便于检查图2中所示的复合结构的示例性用户界面的屏幕截图；以及图8是可以利用图5中所示的计算机系统执行的用于检查图2中所示的复合结构的示例性方法的流程图。尽管在某些附图中示出了不同实施例的具体特征和在其他实施例中未示出不同实施例的具体特征，但是这仅仅是为了方便起见。结合任何其他附图的任何特征可以参考和/或要求任何附图的任何特征。
具体实施例方式本文中描述的主题一般涉及材料的无损评价，更具体地，涉及用于检查复合结构的不规则性部分的方法和系统。在一个实施例中，进行第一激励检查，从而产生与至少一个不规则性部分参数相关联的第一波形数据集。利用第一评估设置进行第一激励检查，以及基于第一波形数据集生成第一图像。如果第一图像的质量满足预定阈值，那么第一评价设置确定为期望的评价设置。同样地，第一评价设置可以用于物理地检查复合结构的不规则性部分，例如起皱。本文中描述的方法和系统的示例性技术效果包括以下至少一个:Ca)定义至少一个不规则性部分参数；(b)定义至少一个复合结构参数；(C)定义至少一个激励参数；(d)基于至少一个不规则性部分参数生成至少一个模型；(e)进行第一激励检查，从而提供与至少一个不规则性部分参数相关联的第一波形数据集；(f)确定第一图像的质量是否满足预定阈值；以及(g)将第一评价设置确定为用于检查复合结构的期望评价设置。以单数列举和与单词“a”或“an”进行的元素或步骤应当理解为不排除复数个元素或步骤，除非明确说明排除。而且，本发明中的“一个实施例”和/或“示例性的实施例”不是为了解释为排除也包含所述特征的额外实施例的存在。图1是示例性的飞机100的平面图。在示例性的实施例中，飞机100包括主体110，其中主体100包括机身120和从机身120延伸的一对机翼130。在示例性的实施例中，至少一个引擎140耦合每个机翼130，从而为飞机100提供动力。飞机100可以包括多个能够使飞机100如本文中所述的起作用的引擎140。在示例性的实施例中，飞机100包括由复合材料制造的至少一个部件和/或结构。图2和图3是可以与飞机100 —起使用的示例性的复合结构200的部分的剖视图。在示例性的实施例中，复合结构200包括多个板层210、顶面220和底面230。在示例性的实施例中，每个板层210包括富含纤维层240和树脂层242 (图2中未示出)。在示例性的实施例中，树脂层242整体布置在相邻的富含纤维层240之间。在示例性的实施例中，富含纤维层240包括至少一个第一层244和至少一个第二层246。在示例性的实施例中，第一层244具有朝着第一方向布置的纤维，并且第二层246具有朝着第二方向布置的纤维。或者，每个富含纤维层240的纤维可以朝着能够使方法和系统如本文中所述的起作用的任何方向布置。在示例性的实施例中，复合结构200具有至少一个复合结构参数，其包括外部板层厚度(即，整个板层2 10的厚度，包括树脂层242)、内部板层厚度(S卩，富含纤维层240的厚度)、多个板层、板层叠层、复合结构厚度、用于制造至少一个复合结构的至少一部分的材料、树脂厚度和/或树脂密度。例如，在示例性的实施例中，每个板层210具有厚度250，复合结构200具有在顶面220和底面230之间延伸的总厚度260。结构200的一部分包括定位在表面220和230之间的不规则性部分或不平整性部分270。也就是说，在示例性的实施例中，板层210沿着复合结构200的样品长度280不是基本一致的。一般地，通过其边界曲面的类函数可以描述在η板层复合结构200中的第i个板层变形:y/ (X，Yi) =Yi+h (y) S (x)，i=l, 2，...n+1 (方程式 I)其中Ji是板层表面的非变形位置，S (X)是板层变形的任意形状函数，和h (yi)调节变形的经过厚度强度(在非变形区域h (yi)=0)。X坐标和y坐标分别表示复合结构200中点的水平位置和垂直位置。更具体地，在示例性的实施例中，不规则性部分270具有至少一个不规则性部分参数，包括不规则性部分厚度290、不规则性部分宽度300、不规则性部分长度、不规则性部分位置和不规则性部分形状中的至少一个。在示例性的实施例中，不规则性部分270完全定位在复合结构200内，因此接近复合结构200的顶面220和/或底面230不规则性部分270的程度一般降低(例如，不规则性部分厚度290)。通过以下可以计算起皱的第i个板层的二维横截面积:
权利要求
1.一种用于检查复合结构(200)的方法，所述方法包含: 定义至少一个不规则性部分(270，450)参数； 进行第一激励检查，从而提供与所述至少一个不规则性部分(270，450)参数相关联的第一波形数据集，其中利用第一评价设置进行所述第一激励检查； 基于所述第一波形数据集生成第一图像(572);以及 确定所述第一图像(572)的质量是否满足预定的阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含: 将所述第一评价设置确定为期望的评价设置，用于检查所述复合结构(200); 进行第二激励检查，从而提供与所述至少一个不规则性部分(270，450)参数相关联的第二波形数据集，其中利用不同于所述第一评价设置的第二评价设置进行所述第二激励检查，其中所述第一图像(572)的质量不满足所述预定的阈值； 基于所述第二波形数据集生成第二图像(572)； 确定所述第二图像(572)的质量是否满足预定的阈值；以及 将所述第二评价设置确定为期望的评价设置，用于检查所述复合结构(200)。
3.根据权利要求1或2中的任一个所述的方法，进一步包含基于所述至少一个不规则性部分(270，450 )参数生成至少一个模 型(400 )，其中所述模型(400 )是所述至少一个不规则性部分(270，450)参数的图形表示；其中定义所述至少一个不规则性部分(270，450)参数进一步包含定义包括不规则性部分厚度(290，480)、不规则性部分宽度(300，490)、不规则性部分长度、不规则性部分位置和不规则性部分形状之中的至少一个的至少一个不规则性部分(270，450)参数。
4.根据权利要求1或2中的任一个所述的方法，进一步包含定义至少一个复合结构参数，所述至少一个复合结构参数包括外部板层厚度(210)、内部板层厚度(240)、多个板层、板层叠层、复合结构(200)厚度、用于制造至少一部分所述至少一个复合结构(200)的材料、每个板层的每个板层的单元层数量、树脂厚度(242，422)和树脂密度之中的至少一个。
5.根据权利要求1至4中的任一个所述的方法，进一步包含定义至少一个激励参数，所述至少一个激励参数包括激励机构类型、波束宽度、波模式、所述至少一个激励机构关于所述复合结构(200)的相对方位、所述至少一个激励机构和所述复合结构(200)之间的距离、所述至少一个激励机构和传感器之间的距离、脉冲形状和中心频率、耦合剂和耦合剂厚度之中的至少一个。
6.一种具有编码在其上的计算机可读指令的计算机可读存储设备，其中处理器(520)可以执行所述计算机可读指令，从而执行包含以下的功能: 进行复合结构(200)的第一激励检查，从而提供与至少一个不规则性部分(270，450)参数相关联的第一波形数据集，其中使用第一评价设置进行所述第一激励检查； 基于所述第一波形数据集生成第一图像(572);以及 确定所述第一图像(572)的质量是否满足预定的阈值。
7.根据权利要求6所述的计算机可读存储设备，其中所述处理器(520)执行的功能进一步包含将所述第一评价设置确定为期望的评价设置，用于检查所述复合结构(200);以及其中所述处理器(520)执行的功能还包含: 进行第二激励检查，从而提供与所述至少一个不规则性部分(270，450)参数相关联的第二波形数据集，其中利用不同于所述第一评价设置的第二评价设置进行所述第二激励检查，其中所述第一图像(572)的质量不满足所述预定的阈值； 基于所述第二波形数据集生成第二图像(572)； 确定所述第二图像(572)的质量是否满足预定的阈值；以及 将所述第二评价设置确定为期望的评价设置，用于检查所述复合结构(200)。
8.根据权利要求6或7所述的计算机可读存储设备，其中由所述处理器(520)执行的功能进一步包含 基于所述至少一个不规则性部分(270，450)参数生成至少一个模型(400)，其中所述模型(400)是所述至少一个不规则性部分(270，450)参数的图形表示；并且其中由所述处理器(520)执行的功能进一步包含定义至少一个不规则性部分(270，450)参数，所述至少一个不规则性部分(270，450)参数进一步包含不规则性部分厚度(290，480)、不规则性部分宽度(300，490)、不规则性部分长度、不规则性部分位置和不规则性部分形状之中的至少一个。
9.根据权利要求6至8中任何一个所述的计算机可读存储设备，其中由所述处理器(520)执行的功能进一步包含 定义至少一个复合结构参数，所述至少一个复合结构参数包括外部板层厚度(210)、内部板层厚度(240) 、多个板层、板层叠层、复合结构(200)厚度、用于制造至少一部分所述至少一个复合结构(200)的材料、每个板层的单元层数量、树脂厚度(242，422)和树脂密度之中的至少一个。
10.根据权利要求6至9中任何一个所述的计算机可读存储设备，其中由所述处理器(520)执行的功能进一步包含定义至少一个激励参数，所述至少一个激励参数包括激励机构类型、波束宽度、波模式、所述至少一个激励机构关于所述复合结构(200)的相对方位、所述至少一个激励机构和所述复合结构(200)之间的距离、所述至少一个激励机构和传感器之间的距离、脉冲形状和中心频率、耦合剂和耦合剂厚度之中的至少一个。
全文摘要
本发明涉及一种用于复合结构的不规则性部分检查的超声波建模。本发明涉及材料的无损评价。进行第一激励检查，从而提供与至少一个不规则性部分(270，450)参数相关联的第一波形数据集。利用第一评价设置进行第一激励检查。基于第一波形数据集生成第一图像(572)，以及确定第一图像(572)的质量是否满足预定的阈值。
文档编号G01N29/06GK103226133SQ20131002067
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月21日 优先权日2012年1月20日
发明者J·Z·林, H·鞑靼, R·H·波西 申请人:波音公司