CN106257468A - 用于确定复合结构中的允许含水量的方法和系统 - Google Patents

用于确定复合结构中的允许含水量的方法和系统 Download PDF

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Abstract

用于确定复合结构中的允许含水量的方法和系统。一种确定复合结构的允许含水量(146)的方法(300)包括对所述复合结构执行(302)热分析以确定所述复合结构的表面温度分布(126)。所述表面温度分布(126)独立于所述复合结构的含水量来确定。方法(300)还包括对所述复合结构执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量(146)，使得所述水分分析基于所确定的表面温度分布(126)。

Description

用于确定复合结构中的允许含水量的方法和系统
技术领域
本申请涉及一种确定结构的允许含水量的方法，更具体地讲，涉及一种确定飞行器的制造中所使用的复合结构的允许含水量的方法。
背景技术
非金属结构与金属结构相比有许多优点。最显著的是，它们显著降低重量还不会损失强度，例如通过使非金属纤维准确对准预期施加负载的方向。纤维被布置在多个交叠的层中。
某些组的材料(例如，某些塑料和环氧树脂复合结构)容易通过扩散吸收水分。尽管这是相对缓慢的过程(吸收量在以周、月和年测量的时间周期内以毫米计)，材料内水分的存在可能缩短材料的有用服务寿命。另外，长时间暴露于相对高的温度也可能缩短材料的有用服务寿命。因此，在设计过程中有必要考虑高温和含水量的影响。
传统上，在复合材料的设计中独立于复合结构的尺寸和规模使用恒定的饱和度。恒定饱和度按照干燥复合结构的水分重量百分比来测量。例如，当结构内的含水量的重量达到具有零水分的复合结构的预定重量百分比时得到最大允许含水量(饱和度)。传统饱和度是针对具有大约30至40层的相对薄的复合结构设计的。然而，现代复合结构可包括50至100层那么多。厚度增加的现代复合结构能够按比例吸收更多的水分而不会影响组件的服务寿命。因此，传统的预定饱和度导致过度设计的复合结构，这增加了飞行器的重量并且增加了制造时间和成本。
另外，为了确定饱和度而进行的计算包括执行相结合的热分析和水分扩算分析。这样的计算包括大量数据并且需要大量的计算能力和时间来确定。
因此，需要一种确定相对厚的复合结构的水分饱和度的方法，该方法需要较少时间和计算能力。
发明内容
在一方面，提供一种确定复合结构的允许含水量的方法。该方法包括对所述复合结构执行热分析以确定所述复合结构的表面温度分布。所述表面温度分布独立于所述复合结构的含水量来确定。该方法还包括对所述复合结构执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量，使得所述水分分析基于所确定的表面温度分布。
在另一方面，提供一种允许含水量确定系统。该允许含水量确定系统包括环境参数数据库，该环境参数数据库包括来自多个机场的与多个环境参数有关的环境参数数据。该允许含水量确定系统还包括表面温度模块，该表面温度模块被配置为针对所述多个机场执行热分析以生成复合结构的表面温度分布。所述表面温度分布基于所述环境参数数据并且独立于所述复合结构的含水量。该允许含水量确定系统还包括允许含水量模块，该允许含水量模块被配置为基于所生成的表面温度分布执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量。
在另一方面，提供至少一种非暂时性计算机可读存储介质，其上具体实现有计算机可执行指令。所述计算机可执行指令在被处理器执行时使得处理器利用表面温度模块执行复合结构的热分析以确定所述复合结构的表面温度分布。所述表面温度分布独立于所述复合结构的含水量来确定。所述计算机可执行指令还使得处理器利用允许含水量模块执行所述复合结构的水分分析以确定所述复合结构的允许含水量。所述水分分析基于所确定的表面温度分布。
附图说明
图1示出实现示例性允许含水量确定系统的示例性流程图；
图2示出示例性复合结构的确定的允许含水量的示例性图线；以及
图3示出确定复合结构的允许含水量的方法的示例性流程图；
图4示出确定复合结构的允许含水量的另一方法的示例性流程图；以及
图5是图1的允许含水量确定系统中所使用的示例计算装置的框图。
具体实施方式
目前，基于饱和至其允许含水量的复合结构的强度小于当完全不饱和时复合结构的理论强度来设计复合结构。如本文中所述，对于较大的结构(例如，常用飞行器)，确定的是复合组件具有大约50mm的厚度。此数量级的复合结构在其服务寿命过程内基本没可能贯穿其整个厚度变得饱和。因此，期望基于其厚度来确定复合结构的允许含水量。如本文所公开的，根据基于其厚度新计算的水分摄入来制造复合结构，从而生产维持所需的强度量但是减小飞行器的总重量并且可降低与其关联的制造成本的厚度较薄的复合结构。
在一个实现方式中，提供一种计算机程序，该程序被具体实现于计算机可读介质上。在示例实现方式中，计算机程序在单个计算装置上执行，而无需连接至服务器计算机。计算机程序是灵活的，被设计为在不损害任何主要功能的情况下在各种不同的环境中运行。在一些实现方式中，系统包括分布于多个计算装置之间的多个组件。一个或更多个组件可以是具体实现于计算机可读介质中的计算机可执行指令的形式。系统和处理不限于本文所描述的特定实现方式。另外，各个系统的组件和各个处理可与本文所描述的其它组件和处理独立和分离地实践。各个组件和处理还可与其它组件封装和处理组合使用。
如本文所用，术语“含水量”通常表示材料(例如，吸湿膨胀性复合材料)中的水的量，该量可按照本领域技术人员已知的任何单位来表示。在一些实施方式中，所述单位可按照例如重量百分比来表示，可表示基于样品在其无水状态下的重量计的水的百分比。
术语“吸湿膨胀性材料”可表示随着含水量的改变而经历体积改变的材料。术语“吸湿膨胀性复合材料”表示可吸收水分，可随其吸收水而膨胀，并且由不止一个组分组成的材料。在一些实施方式中，材料包括吸湿组分。本领域技术人员将理解，复合材料可采取多种形式。在一些实施方式中，例如，术语“复合材料”和“复合结构”可互换使用。由各自具有相同或不同组成的多个组分制造而成的合成材料是另一示例。这样的材料可包括具有众多纤维元素的复合材料的织造和非织造材料，所述纤维元素具有相同或不同的个体组成。
本文所描述的吸湿膨胀性复合材料包括用在飞行器(例如，飞行器蒙皮)中的树脂复合材料。本文所描述的树脂复合材料包括纤维强化复合材料。树脂包括环氧树脂，加强纤维包括碳纤维。在其它优选实施方式中，复合材料的树脂可包括聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂和酚醛树脂，加强纤维可包括玻璃纤维、陶瓷纤维和二甲酰胺(alamide)纤维。通常，本文所描述的复合材料或复合结构可以是受益于复合材料的使用的任何应用中所使用的任何类型的复合材料。
如本文所用，前面带有“一”的以单数叙述的元件或步骤应该被理解为不排除复数个元件或步骤，除非这种排除被明确地叙述。另外，本公开提及的“示例实现方式”或“一个实现方式”并不旨在被解释为排除也包含所叙述的特征的另外实现方式的存在。
图1示出用于实现示例性允许含水量确定系统100的示例性流程图。在示例性实现方式中，系统100包括环境参数数据库102，其存储与可用于确定复合结构的允许含水量的多个各种环境参数有关的数据，如下面进一步详细描述的。具体地讲，环境参数数据库102至少存储温度数据104、太阳能负荷数据106、风速数据108和降水数据110。在示例性实现方式中，数据库102存储多个机场的环境参数数据。更具体地讲，数据库102存储具有确定的最高水分摄入的至少12个机场的环境参数数据。使用具有确定的最高水分摄入的机场以使得最终允许含水量确定是保守估计，同时仍提供大小更厚的复合结构的允许含水量的更准确的确定。数据库102包括在40年的时期内按小时收集的环境参数数据。
系统100还包括参数分布模块112，其基于来自数据库102的环境参数数据确定多个参数分布114。更具体地讲，模块112针对在数据库102中存储有数据的各个不同的环境参数确定参数分布114。例如，模块112从温度数据104生成温度分布116，从太阳能负荷数据106生成太阳能负荷分布118，从风速数据108生成风速分布120，从降水数据110生成降水分布122。模块112不限于仅生成上述分布，而是可从存储在数据库102中的任何环境参数的数据生成分布。在示例性实现方式中，从数据库102中的参数之一的环境参数数据生成各个参数分布114。即，使用来自多个机场中的各个机场的环境参数数据来生成各个环境参数的参数分布114。
允许含水量确定系统100还包括复合结构表面温度模块124，其被配置为执行至少一部分的热分析以生成多个机场的复合结构的估计的表面温度分布126。在示例性实现方式中，表面温度分布126基于包括环境参数数据的参数分布114，并且独立于复合结构的含水量或水分分析来生成。更具体地讲，模块124基于环境参数分布114在预定时间周期内经由插值方法计算复合结构的平均表面温度。
复合结构的表面温度是确定总水分摄入的一个参数。具体地讲，复合结构的表面温度越高，水分摄入率越高。如文所述，表面温度基于围绕复合结构的周围环境条件。例如，环境温度越高、太阳能负荷(所测量的曝露于复合结构上的太阳光的量)越高、风速越低以及降水量越低，均有利于复合结构的表面温度的增加。相反，环境温度越低、太阳能负荷越低、风速越高以及降水量越高，均有利于复合结构的表面温度的降低。
给定参数分布114内的环境参数数据，模块124执行样条插值以生成如果曝露于参数分布114中所描绘的环境参数时复合结构的表面温度将如何的预测。样条插值是用于生成作为环境参数的函数拟合表面温度分布的三次曲线的计算机代码或模块。更具体地讲，对于按小时输入的给定环境参数，模块124基于环境参数数据在预定时段内经由插值计算每小时的复合结构表面温度分布126。另外，允许含水量确定系统100还包括相对湿度模块128，其生成多个机场的相对湿度分布130。在示例性实现方式中，模块128利用相对湿度分布130和表面温度分布126计算复合结构表面的相对湿度。
在示例性实现方式中，允许含水量确定系统100还包括机队利用(fleetutilization)分布132，其包括飞行器运行数据。更具体地讲，机队利用分布132包括(地面)非运行数据134和(飞行中)运行数据136。非运行数据134包括飞行器待在地面的时间，而运行数据136包括飞行器飞行中的时间。当飞行器在飞行中时，复合材料外壳的水分摄入率显著低于当飞行器在地面时复合材料的水分摄入率。另外，当飞行器在地面时与飞行器在飞行中时相比，复合材料的表面温度可较高。水分扩散率通常在较高的温度下较快，在较低的温度下较慢。在飞行中，飞行器在周围相对湿度和周围温度二者非常低(温度在冰点以下)的高空中移动。因此，在飞行期间水分吸收通常非常慢或者停止。
然而，当飞行器在地面时，水分摄入率和表面温度二者通常根据多个因素而增大。更具体地讲，一些因素包括上述相同的环境因素，包括周围温度、太阳能负荷、风速和降水。非运行数据134考虑了这些环境因素，但是还考虑非环境因素，例如(但不限于)飞行器被存放在哪里和例行维护检查138的发生(可将飞行器保持在地面达延长的时间段)。关于飞行器的存放，当飞行器被存放在飞行器库中或者遮荫的区域中时，复合结构表面温度通常与周围温度相同，因此，与飞行器停在开放的停机坪上并且直接曝露于高太阳能负荷(表面温度高于周围温度)时相比，不考虑干燥效果。在飞行器这样存放的情况下，复合材料表面的水分摄入较高。关于维护检查138，飞行器的某些组件(例如，引擎)在达到各种运行里程标(milestone)(例如，运行持续时间)时需要保养或检查。一些类型的维护检查的持续时间长于其它维护检查，然而，每一种维护检查增加了非运行时间数据。
在示例性实现方式中，非运行数据134和运行数据136代表飞行器经过具有数据库102中的环境参数数据所表示的最高水分含量的相同机场的平均时间数据。另选地，非运行数据134和运行数据136代表飞行器经过任何机场的平均时间数据。因此，在示例性实现方式中，各个机场包括它自己的机队利用分布132，该机队利用分布132表示相应机场的非运行数据134和运行数据136。
在示例性实现方式中，允许含水量确定系统100还包括多个机场中的各个机场的环境限定分布140。各个环境限定分布140基于来自数据库102的环境参数数据、表面温度分布126、相对湿度分布130和机队利用分布132。因此，各个环境限定分布140包括计算复合结构的允许含水量所需的环境数据。在示例性实现方式中，各个环境限定分布140与存储在复合结构数据库142中的预定复合结构数据组合。允许含水量确定模块144基于环境限定分布140和数据库142中的信息来执行水分分析以确定各个机场的复合结构的允许含水量146。数据库142包括与多种不同类型的复合结构有关的数据。例如，对于用户所确定的复合结构类型，数据库包括与所指定的复合结构类型有关的多个参数，所述多个参数独立于环境参数。
在允许含水量确定模块144的操作中，用户选择与期望的机场对应的环境分布。然后，用户选择要分析的复合结构的类型以及复合结构的期望的厚度。一旦选择被输入到模块144中，模块144就基于所选择的厚度和机场环境限定分布140来计算所指定的复合材料的允许含水量146。然后，用户可利用相同的环境限定分布140和相同的复合结构，但是不同的厚度来再次执行模块144。然后，模块144基于新输入的厚度生成不同的允许含水量146。在一个实现方式中，模块144被指示在一定范围的厚度内(例如，0.0英寸至0.8英寸之间)确定各个机场的允许含水量146。结果，可看出复合结构厚度和与其关联的允许含水量之间的关系。
与单个机场相反，为了基于多个机场确定平均允许含水量148，允许含水量模块144插值各个机场的所确定的各个允许含水量144。结果，模块生成示出复合结构厚度与平均允许含水量之间的关系的图线200(示出于图2中)。
现在参照图2，图线200包括平均允许含水量(以复合结构在其不含水分的状态下的重量的百分比示出)的y轴。图线200还包括总复合结构厚度(英寸)的x轴。复合结构厚度与平均允许含水量之间的关系由图线200中的线段206示出。如所示，线段206是非线性曲线，其包括通常斜率为负的最优拟合线。因此，线段206示出随着复合结构的厚度增大，平均允许含水量百分比减小。已知的是如果其所吸收的含水量百分比较低，则复合材料强度通常较高。所建立的含水量百分比指示对于较厚的复合结构，在结构上合理的是，使用较低的含水量(不饱和水平)代替其饱和水平，因此这提供更好的安全裕度，或者略微减小其厚度以增大其裕度。即，由于厚度与含水量之间的非线性关系，复合结构越厚，其可吸收的每层的水分量相对于较薄的复合结构越大，并且仍维持可接受的强度。
如图线200所示，虚线208示出不取决于复合材料厚度的示例恒定平均允许含水量。这通常是某些复合材料的饱和水平。在沿线段206的具有较小厚度的复合结构接近线208的同时，线段206上具有较大厚度的复合结构偏离线208并且与恒定线208相比具有显著较低的含水量。由于对于厚度较厚的结构摄入复合结构中的平均水分减少，所以结构的关联强度相对于厚度增加，意味着厚度较薄的复合材料仍将具有允许厚度，并且成本和重量效率也更高。
图3示出确定复合结构的允许含水量的示例性方法300。方法300包括对复合结构执行302热分析以确定复合结构的表面温度分布126(示出于图1中)，使得表面温度分布126独立于复合结构的含水量。在示例性实现方式中，热分析主要由表面温度模块124(示出于图1中)执行以确定曝露于存储在数据库102(示出于图1中)中的环境参数的复合结构的表面温度分布126。方法300还包括对复合结构执行304水分分析以确定复合结构的允许含水量148(示出于图1中)。水分分析由允许含水量确定模块144(示出于图1中)执行并且至少部分地基于表面温度分布126。方法300还包括制造306具有基于所确定的允许含水量的厚度的复合结构。
在示例性实现方式中，热分析步骤与水分分析步骤分离，使得热分析(因此，表面温度分布)独立于复合结构的含水量来确定。更具体地讲，热分析在第一时间周期内(例如，每小时)重复地计算，水分分析在比第一时间周期长的第二时间周期内(每月或每年)重复地计算。与热分析和水分分析同时执行的传统方法相比，独立于水分分析来确定热分析使得能够利用较少的计算机能力在较短时间内执行计算。
图4示出确定复合结构的允许含水量的另一方法400。方法400包括由诸如数据库102(示出于图1中)的数据库接收402多个环境参数的环境参数数据。如本文所述，在预定时间周期内从多个机场收集环境参数数据。方法400还包括由诸如模块112(示出于图1中)的参数分布模块针对在数据库中存储有数据的各个环境参数确定404诸如参数分布114(示出于图1中)的参数分布。环境参数数据被输入到参数分布模块中以确定关联的参数分布。然后基于参数分布利用诸如模块124(示出于图1中)的表面温度模块确定406诸如分布126(示出于图1中)的表面温度分布。更具体地讲，参数分布被输入到表面温度模块中以生成表面温度分布。由诸如模块128(示出于图1中)的相对湿度模块使用所确定的表面温度分布来确定408诸如分布130(示出于图1中)的相对湿度分布。
方法400还包括基于诸如数据136(示出于图1中)的飞行中运行数据以及诸如数据134(示出于图1中)的地面非运行数据来确定410诸如分布132(示出于图1中)的机队利用分布。然后，机队利用分布、表面温度分布、相对湿度分布和环境参数数据被组合以针对收集环境参数数据的各个机场确定412诸如分布140(示出于图1中)的环境限定分布。方法400还包括由诸如模块144(示出于图1中)的允许含水量模块基于环境限定分布以及从诸如数据库142(示出于图1中)的复合结构数据库输入到含水量模块中的预定复合结构数据来确定414复合结构的允许含水量。
图5是图1的允许含水量确定系统100中所使用的示例计算装置502的框图。在示例性实现方式中，计算装置502能够执行机器可读指令以实现允许含水量确定系统100。计算装置502包括用于执行指令的至少一个处理器505。在一些实现方式中，可执行指令被存储在存储器装置510中。处理器505可包括一个或更多个处理单元(例如，在多核配置中)。一个或更多个存储器装置510是允许诸如可执行指令和/或其它数据的信息被存储和检索的任一个或更多个装置。一个或更多个存储器装置510可包括一个或更多个计算机可读介质。
计算装置502还包括用于向用户501呈现信息的至少一个媒体输出组件515。媒体输出组件515是能够向用户501传达信息的任何组件。在一些实现方式中，媒体输出组件515包括输出适配器(例如，视频适配器和/或音频适配器)。输出适配器在操作上连接至处理器505，并且可在操作上连接至诸如显示装置(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、阴极射线管(CRT)或“电子墨水”显示器)或音频输出装置(例如，扬声器或头戴式耳机)的输出装置。在至少一些实现方式中，媒体输出组件515使得一个或更多个图线200被显示给用户501。
在一些实现方式中，计算装置502包括用于从用户501接收输入的输入装置520。输入装置520可包括例如键盘、指点装置、鼠标、手写笔、触敏面板(例如，触摸板或触摸屏)、陀螺仪、加速度计、位置检测器或者音频输入装置。诸如触摸屏的单个组件可用作媒体输出组件515的输出装置和输入装置520二者。
计算装置502另外包括通信接口525，其可在通信上连接至诸如另一计算装置502的远程装置。通信接口525可包括例如有线或无线网络适配器或者无线数据收发器以随移动电话网(例如，全球移动通信系统(GSM)、3G、4G或蓝牙)或者其它移动数据网络(例如，全球微波接入互操作性(WIMAX))一起使用。
在一个或更多个存储器装置510中存储有例如计算机可读指令以用于经由媒体输出组件515向用户501提供用户界面，以及可选地，接收并处理来自输入装置520的输入。用户界面可包括使得用户501能够与计算装置502交互的文本、图形和/或声音。
本文所概述的方法和系统描述了对碳纤维强化聚合物(CFRP)的保守但实际的水分摄入进行量化。该方法提供一种考虑了影响水分摄入的变量，具体地讲，环境曝露(例如，太阳曝露、周围温度、周围相对湿度、基板厚度、机队利用)的处理。温度和水分扩散方法的伪结合分析允许利用最少计算资源在20至40年的时间跨度内进行长期水分摄入计算。所开发的方法还针对定义明确的环境曝露、持续时间、机队利用和操作将水分摄入的值限定为基板厚度的函数。结果，根据基于其厚度新计算的允许含水量来制造复合结构，从而生产出维持所需的强度量但是减小飞行器的总重量并且降低了与其关联的制造成本的厚度较薄的复合结构。
尽管本发明的各种示例的特定特征可能被示出于一些附图中，而没有示出于其它附图中，这仅是为了方便。根据本发明的原理，附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来引用和/或要求保护。
另外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1.一种确定复合结构的允许含水量的方法，所述方法包括以下步骤：
对所述复合结构执行热分析以确定所述复合结构的表面温度分布，其中，所述表面温度分布独立于所述复合结构的含水量；以及
对所述复合结构执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量，其中，所述水分分析基于所确定的表面温度分布。
条款2.根据条款1所述的方法，该方法还包括步骤：制造具有基于所确定的允许含水量的厚度的复合结构。
条款3.根据条款1或2所述的方法，其中，所述热分析在第一时间周期内执行，所述水分分析在比所述第一时间周期更长的第二时间周期内执行。
条款4.根据条款1、2或3所述的方法，其中，执行热分析的步骤包括从环境参数数据库接收与多个环境参数有关的环境参数数据，其中，所述环境参数数据是在预定的时间周期内从多个机场收集的。
条款5.根据条款4所述的方法，该方法还包括步骤：将所述环境参数数据输入到参数分布模块中以确定所述多个环境参数中的各个环境参数的参数分布。
条款6.根据条款5所述的方法，其中，确定表面温度分布的步骤包括将所确定的参数分布输入表面温度模块中。
条款7.根据条款1、2、3、4、5或6所述的方法，该方法还包括步骤：将所述表面温度分布输入到相对湿度模块中以确定相对湿度分布。
条款8.根据条款1、2、3、4、5、6或7所述的方法，该方法还包括步骤：确定多个机场中的各个机场的机队利用分布，其中，各个机队利用分布基于来自所述多个机场中的各个机场的飞行中运行数据和地面非运行数据。
条款9.根据条款1、2、3、4、5、6、7或8所述的方法，其中，执行水分分析的步骤包括将预定复合结构数据和至少一个环境限定分布输入到允许含水量模块中。
条款10.根据条款9所述的方法，其中，所述环境限定分布基于相对湿度分布、所述表面温度分布、所述环境数据和机队利用数据。
条款11.一种允许含水量确定系统，该系统包括：
环境参数数据库，该环境参数数据库包括来自多个机场的与多个环境参数有关的环境参数数据；
表面温度模块，该表面温度模块被配置为针对所述多个机场执行热分析以生成所述复合结构的表面温度分布，其中，所述表面温度分布基于所述环境参数数据并且独立于所述复合结构的含水量；以及
允许含水量模块，该允许含水量模块被配置为基于所生成的表面温度分布执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量。
条款12.根据条款11所述的系统，该系统还包括参数分布模块，该参数分布模块被配置为基于所述环境参数数据生成多个参数，其中，各个参数分布基于所述多个环境参数中的环境参数，并且其中，所述表面温度模块基于所生成的参数分布生成所述表面温度分布。
条款13.根据条款11或12所述的系统，该系统还包括所述多个机场中的各个机场的环境限定分布，其中，所述环境限定分布基于相对湿度分布、所述表面温度分布、所述环境参数数据和机队利用分布。
条款14.根据条款13所述的系统，该系统还包括相对湿度模块，该相对湿度模块被配置为针对所述多个机场生成所述相对湿度分布，其中，所述相对湿度分布基于所确定的表面温度分布。
条款15.根据条款13或14所述的系统，其中，所述机队利用分布基于来自所述多个机场中的各个机场的飞行中运行数据和地面非运行数据。
条款16.根据条款13、14或15所述的系统，该系统还包括复合结构数据库，该复合结构数据库包括与所述复合结构有关的数据，其中，所述允许含水量模块被配置为基于所述环境限定分布和所述复合结构数据确定所述复合结构的所述允许含水量。
条款17.至少一种非暂时性计算机可读存储介质，其上具体实现有计算机可执行指令，其中，当由至少一个处理器执行时，所述计算机可执行指令使得所述至少一个处理器：
利用表面温度模块执行所述复合结构的热分析以确定所述复合结构的表面温度分布，其中，所述表面温度分布独立于所述复合结构的含水量；
利用允许含水量模块执行所述复合结构的水分分析以确定所述复合结构的允许含水量，其中，所述水分分析基于所确定的表面温度分布；并且
基于所确定的允许含水量来确定所述复合结构的厚度。
条款18.根据条款17所述的计算机可读存储装置，其中，所述计算机可执行指令还使得所述至少一个处理器：
从环境参数数据库接收与多个环境参数有关的环境参数数据，其中，所述环境参数数据是在预定时间周期内从多个机场收集的；
利用参数分布模块确定所述多个环境参数中的各个环境参数的参数分布，其中，各个参数分布基于所述环境参数数据；并且
利用所述表面温度模块和所确定的参数分布来确定所述复合结构的表面温度分布。
条款19.根据条款17或18所述的计算机可读存储装置，其中，所述计算机可执行指令还使得所述至少一个处理器：
利用相对湿度模块确定相对湿度分布，其中，所述相对湿度分布基于所述表面温度分布；
确定多个机场中的各个机场的机队利用分布，其中，各个机队利用分布基于来自所述多个机场中的各个机场的飞行中运行数据和地面非运行数据；并且
确定至少一个环境限定分布，其中，各个环境限定分布基于所述相对湿度分布、所述表面温度分布、所述机队利用分布和所述环境参数数据。
条款20.根据条款19所述的计算机可读存储装置，其中，所述计算机可执行指令还使得所述至少一个处理器：
从复合结构数据库接收与所述复合结构有关的数据；并且
利用所述允许含水量模块基于所述环境限定分布和所述复合结构数据确定所述复合结构的允许含水量。
此撰写的说明书使用示例来公开各种示例(包括最佳模式)以使得本领域技术人员能够实践那些示例(包括得到和使用任何装置或系统以及执行任何所包含的方法)。专利保护范围由权利要求书限定，可包括本领域技术人员想到的其它示例。这些其它示例如果具有与权利要求的书面语言没有不同的结构元件，或者如果包括与权利要求的书面语言无实质差异的等同结构元件，则这些其它示例旨在被涵盖于权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种确定复合结构的允许含水量(146)的方法(300)，所述方法包括以下步骤：
对所述复合结构执行热分析以确定所述复合结构的表面温度分布(126)，其中，所述表面温度分布(126)独立于所述复合结构的含水量；以及
对所述复合结构执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量(146)，其中，所述水分分析基于所确定的表面温度分布(126)。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，该方法还包括步骤：制造具有基于所确定的允许含水量(146)的厚度的复合结构。
3.根据权利要求1或2所述的方法(300)，其中，所述热分析在第一时间周期内执行，所述水分分析在比所述第一时间周期更长的第二时间周期内执行。
4.根据权利要求1或2所述的方法(300)，其中，执行热分析的步骤包括从环境参数数据库(102)接收与多个环境参数有关的环境参数数据，其中，所述环境参数数据是在预定的时间周期内从多个机场收集的。
5.根据权利要求4所述的方法(300)，该方法还包括步骤：将所述环境参数数据输入到参数分布(114)模块中以确定所述多个环境参数中的各个环境参数的参数分布(114)。
6.根据权利要求1或2所述的方法(300)，该方法还包括步骤：将所述表面温度分布(126)输入到相对湿度模块(128)中以确定相对湿度分布(130)。
7.根据权利要求1或2所述的方法(300)，该方法还包括步骤：确定多个机场中的各个机场的机队利用分布(132)，其中，各个机队利用分布(132)基于来自所述多个机场中的各个机场的飞行中运行数据(136)和地面非运行数据(134)。
8.根据权利要求1或2所述的方法(300)，其中，执行水分分析的步骤包括将预定复合结构数据(142)和至少一个环境限定分布(140)输入到允许含水量模块(144)中。
9.根据权利要求8所述的方法(300)，其中，所述环境限定分布(140)基于相对湿度分布(130)、所述表面温度分布(126)、所述环境数据和机队利用数据。
10.一种允许含水量确定系统(100)，该系统包括：
环境参数数据库(102)，该环境参数数据库(102)包括来自多个机场的与多个环境参数有关的环境参数数据；
表面温度模块，该表面温度模块被配置为针对所述多个机场执行热分析以生成所述复合结构的表面温度分布(126)，其中，所述表面温度分布(126)基于所述环境参数数据并且独立于所述复合结构的含水量；以及
允许含水量模块(144)，该允许含水量模块(144)被配置为基于所生成的表面温度分布(126)执行水分分析以确定所述复合结构的允许含水量(146)。
11.根据权利要求10所述的系统，该系统还包括参数分布(112)模块，该参数分布(112)模块被配置为基于所述环境参数数据生成多个参数，其中，各个参数分布(112)基于所述多个环境参数中的环境参数，并且其中，所述表面温度模块基于所生成的参数分布生成所述表面温度分布(126)。
12.根据权利要求10或11所述的系统，该系统还包括所述多个机场中的各个机场的环境限定分布(140)，其中，所述环境限定分布(140)基于相对湿度分布(130)、所述表面温度分布(126)、所述环境参数数据和机队利用分布(132)。
13.根据权利要求12所述的系统，该系统还包括相对湿度模块(128)，该相对湿度模块(128)被配置为针对所述多个机场生成所述相对湿度分布(130)，其中，所述相对湿度分布(130)基于所确定的表面温度分布(126)。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述机队利用分布(132)基于来自所述多个机场中的各个机场的飞行中运行数据(136)和地面非运行数据(134)。
15.根据权利要求12所述的系统，该系统还包括复合结构数据库(142)，该复合结构数据库(142)包括与所述复合结构有关的数据，其中，所述允许含水量模块(144)被配置为基于所述环境限定分布(140)和所述复合结构数据(142)确定所述复合结构的所述允许含水量(146)。
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