CN108724770A - 用于在热固化周期期间模拟温度的设备和方法 - Google Patents

用于在热固化周期期间模拟温度的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明的题目是用于在热固化周期期间模拟温度的设备和方法。设备包括壳体组件，其包括壳体组件‑前端和相对的壳体组件‑后端；和温度模拟组件，其安装在壳体组件内并且包括靠近壳体组件‑前端定位的温度模拟组件‑前端和与壳体组件‑后端间隔开的温度模拟组件‑后端。壳体组件热隔离温度模拟组件。壳体组件允许仅通过壳体组件‑前端至温度模拟组件的传导热传递。

Description

用于在热固化周期期间模拟温度的设备和方法
技术领域
本公开内容一般地涉及复合结构的制作，并且更具体地涉及用于贯穿热固化周期模拟复合结构和/或成形工具的温度的设备和方法。
背景技术
复合材料的热固化指的是通过由施加热和任选地施加压力——例如使用高压釜或烘箱——带来的聚合物链的交联而增韧或硬化复合材料的聚合物基体材料。热固化过程的主要目标之一是通过起始和持续特定化学反应来完全地固化热固性聚合物基体材料(例如，树脂)。
通常，当实现某些规定的时间和温度目标时，假定复合结构已经达到完全固化。为了实现这项目标，严密地控制多种工艺参数(例如，时间和高压釜或烘箱内的温度)。此受控的过程需要精确测量复合结构和任选地复合材料成形工具贯穿热固化周期的温度极值(例如，最热和最冷温度)。在热固化周期期间精确地测量高压釜或烘箱内的气体温度也可以是有利的。
通常使用应用于复合结构和/或成形工具的温度传感器(例如，热电偶)贯穿热固化周期测量复合结构和/或成形工具的最冷和最热区域来确定温度测量。作为实例，大量温度传感器可以被放置在复合结构内以测量复合结构的不同位置处的温度，其表示复合结构的热反应。作为另一个实例，大量温度传感器可以被放置在成形工具的表面上，并且覆盖有至少一个层片的干玻璃纤维或弹性体材料，以测量成形工具的不同位置处的温度，其与复合结构的热反应相关联。作为还另一个实例，大量温度传感器可以被放置在位于成形工具上的热质(thermal mass)内以测量热质的不同位置处的温度，其与复合结构的热反应相关联。
常规的热固化控制系统被硬连线(hard wired)至温度传感器并且利用反馈算法以基于来自温度传感器的温度测量输入来贯穿每个热固化周期监测和控制热源。此温度监测或控制方法需要计算热概况，其涉及相当量的试错，以便鉴定复合结构和/或成形工具上的代表性位置。热概况被用于表征温度极值和使那些温度与表示复合结构和/或成形工具的最热和最冷温度的位置匹配。未能正确地鉴定位置——其充分地跟踪复合结构和/或成形工具的温度——可能导致缺陷。进一步，温度传感器在规定位置中的精确放置和检查正制作的每个复合结构是耗时的和劳动密集型的过程。
此温度监测方法还存在多种其它缺点。作为实例，温度传感器具有有限的寿命周期(例如，通常大约5至10个热周期之间)。在其寿命终止时，必须使工艺装置(tooling)停止生产以更换温度传感器。取决于温度传感器的位置，此过程可能是困难的和耗时的。作为另一个实例，温度传感器可能在其寿命终止前脱离，这也需要使工艺装置停止运行以便更换温度传感器。作为另一个实例，覆盖温度传感器的玻璃纤维或弹性体层片可能在热固化周期期间脱落，这也需要使工艺装置停止运行以便更换温度传感器。作为另一个实例，在复合结构的配平机构(trim)中放置的温度传感器可能增加在热周期期间缺陷形成的可能性。在热质中放置的温度传感器可能具有有限的应用，例如，由于复合结构和/或成形工具的几何结构和/或材料以及高压釜或烘箱内的气体速度和方向。
因此，本领域技术人员继续在复合材料制作领域中的研究和研发努力。
发明内容
在实例中，公开的设备包括壳体组件，其包括壳体组件-前端和相对的壳体组件-后端；和温度模拟组件，其安装在壳体组件内并且包括靠近壳体组件-前端定位的温度模拟组件-前端和与壳体组件-后端间隔开的温度模拟组件-后端。壳体组件热隔离温度模拟组件。壳体组件允许仅通过壳体组件-前端至温度模拟组件的传导热传递。
在实例中，公开的用于控制热传递的方法包括如下步骤：(1)加热包括壳体组件和位于壳体组件内的温度模拟组件的设备，(2)允许通过设备的壳体组件-前端至温度模拟组件的传导热传递，(3)抑制除通过设备的壳体组件-前端以外的沿着任何传导热传递路径至温度模拟组件的传导热传递，(4)抑制沿着任何对流热传递路径至温度模拟组件的对流热传递，和(5)抑制沿着任何辐射热传递路径至温度模拟组件的辐射热传递。
在实施方式中，公开的用于模拟物品的方法包括如下步骤：(1)使用加热系统加热包括壳体组件和位于壳体组件内的温度模拟组件的设备，(2)使用壳体组件热隔离温度模拟组件与加热系统，(3)允许仅通过壳体组件的壳体组件-前端至温度模拟组件的传导热传递，和(4)使用温度模拟组件表示由设备正模拟的物品的最热温度和最冷温度。
根据下列详细描述、附图和所附权利要求，公开的设备和方法的其它实例将变得明显。
附图说明
图1是公开的用于模拟温度的设备的实例的示意性透视图；
图2是公开的设备的另一个实例以部分纵向横截面的示意性侧面正视图；
图3是公开的设备的另一个实例以部分纵向横截面的示意性侧面正视图；
图4是公开的设备的另一个实例以部分纵向横截面的示意性不完全侧面正视图；
图5是公开的设备的另一个实例以部分纵向横截面的示意性侧面正视图；
图6是公开的设备的另一个实例以部分纵向横截面的示意性侧面正视图；
图7是公开的设备的散热器的实例的示意性侧面透视图；
图8是公开的设备的散热器的另一个实例的示意性侧面透视图；
图9是公开的设备的另一个实例以部分横向横截面的示意性端面正视图；
图10是公开的设备的另一个实例以部分横向横截面的示意性端面正视图；
图11是公开的设备的另一个实例以部分横向横截面的示意性端面正视图；
图12是公开的设备的导热板的实例的示意性平面图；
图13是公开的设备的导热板的另一个实例的示意性平面图；
图14是公开的设备的另一个实例以部分纵向横截面的示意性侧面正视图；
图15是公开的设备的另一个实例以部分横向横截面的示意性端面正视图；
图16是公开的用于模拟物品的方法的实例的流程图；
图17是公开的用于控制热传递的方法的实例的流程图；
图18是公开的用于模拟物品的方法的另一个实例的流程图；
图19是航空器的示意图；和
图20是航空器生产和服务方法的示意性方框图。
具体实施方式
下列详细描述指的是附图，其图解了由本公开内容描述的特定实施方式和/或实例。具有不同结构和操作的其它实施方式和/或实例不背离本公开内容的范围。相同的附图标记可以指的是不同附图中相同的零件、元件或配件。
下面提供了根据本公开内容的主题的说明性、非详尽性实例，其可以但是不必需被要求保护。
本公开内容认识和考虑到复合结构(例如，复合部件、配件等)的热固化需要精确的温度测量和控制热固化系统(例如，高压釜或烘箱)——其具有可变的压力以及未知的气体速度和气体方向——内复合结构和/或复合材料成形工具上的温度极值(例如，最热和最冷温度)和任选地气体温度。这些温度测量被用作控制热固化系统的热源的输入，使得满足可接受的固化要求。
本公开内容还认识和考虑到当进行温度测量时必须解释许多变量。作为实例，温度测量可以在具有多种尺寸的复合结构上进行，所述尺寸例如，在小于大约1in2(6.5cm2)至大于大约1,500ft2(140m2)的范围内。作为另一个实例，温度测量可以在由多种材料制成的复合结构的成形工具上进行，所述材料例如，金属比如铝、钢、镍、镍-铁合金(例如，因伐合金)，聚合物基体复合材料，泡沫和热塑性材料。作为另一个实例，温度测量可以在热固化系统内的多种气体特性下进行，所述气体特性例如，在小于大约3psi(21kPa)至大于大约300psi(2,068kPa)的范围内的气体压力，在小于大约1ft/s(0.3m/s)至大于大约200mph(89m/s)的范围内的气体流动速度，和不同的气体流动方向比如直接冲击、表面之上的层流和阻塞流。
本公开内容还认识和考虑到由于来自热固化系统的热源的对流和/或辐射而可能难以解释热传递，这是因为没有两种复合结构和/或成形工具具有相同的热反应，没有两种热固化系统(例如，高压釜或烘箱)具有相同的热反应，并且相同热固化系统内的不同位置可能具有不同的热反应。
因此，公开了用于模拟在热固化周期期间的复合结构和/或成形工具的温度(例如，提供表示复合结构和/或工具的最热和最冷区域的温度)，而不改变复合结构和/或成形工具的设备和方法。对于具有任何尺寸的复合结构，由任何材料制成的成形工具，具有任何操作压力、任何气体速度和/或任何气体方向的热固化系统(例如，高压釜或烘箱)，公开的设备和方法可以发现用于模拟在热固化周期期间的温度的有利应用。
参考图1-15，图解了一般指定为设备100的公开的用于模拟温度的设备的实例。设备100包括壳体组件102和在壳体组件102内安置的温度模拟组件104。温度模拟组件104是无源装置(例如，没有电子或移动部件)，其随着加热和任选地冷却被模拟物品而模拟被模拟物品的温度。
在实例实施中，温度模拟组件104模拟复合结构和/或成形工具(即，被模拟的一个或多个物品)，并且随着复合结构在热固化系统(例如，高压釜或烘箱)内正被热固化，取自温度模拟组件104的温度测量表示复合结构和/或成形工具的温度。针对设备100的温度模拟组件104测量的温度可以与复合结构的温度相关联，并且可以被用于产生温度概况或热概况，其表示贯穿热固化过程的复合结构和/或成形工具。另外地，针对设备100的温度模拟组件104测量的温度极值表示复合结构的温度极值，并且可以被用作控制热固化系统的输入。
壳体组件102包括配置为控制传递热至温度模拟组件104的零件。作为实例，壳体组件102控制传导热传递(传导)至温度模拟组件104的方向。作为另一个实例，壳体组件102控制传导热传递至温度模拟组件104的速率。作为另一个实例，壳体组件102限制或抑制对流热传递(对流)至温度模拟组件104。作为还另一个实例，壳体组件102限制或抑制辐射热传递(辐射)至温度模拟组件104。
在热固化周期期间，一个或多个设备100可以靠近正热固化的对应复合结构和/或支撑复合结构的成形工具被放置在热固化系统(例如，高压釜或烘箱)内。设备100不需要与对应的复合结构和/或成形工具直接接触。贯穿规定的热固化周期，热固化系统的控制器使用来自设备100的温度输出作为输入以监测复合结构和/或成形工具的温度，并且调节热固化系统的温度(例如，控制热固化系统的热源)。
参考图1，设备100包括前(例如，第一)端132(也称为设备前端)和与前端134纵向相对的后(例如，第二)端134(也称为设备后端)。通常地，在设备100的使用期间，热沿着在设备100的前端132处起始的路径传导地传递并且朝向设备100的后端134导向(例如，传导从前端132导向至后端134)。因此，遍及本公开内容，术语“前端”指的是在其处起始传导热传递并且通过其导向传导热传递的端部。类似地，遍及本公开内容，术语“后端”指的是与前端相对的端部。另外地，本领域技术人员将认识到取决于设备100在使用期间的取向，术语前端和后端可以指的是正端、背端、上端、下端等。
图2-6是的公开的设备100的实例的示意图。在图2-6中，壳体组件102以纵向横截面显示。
在实例中，壳体组件102包括外壳体106。外壳体106包括外壳体前(例如，第一)端108(也称为外壳体-前端)和与前端108纵向相对的后(例如，第二)端110(也称为外壳体-后端)。外壳体106限定了外体积128。
在实例中，外壳体106是六面的壳体，其具有矩形的纵向横截面(例如，图2-6)和矩形的横向横截面(例如，图9-11)。作为实例，外壳体106包括多个(例如，四个)侧壁112(也称为外壳体-侧壁)。外壳体106还包括前端面板116(也称为外壳体-前端面板)，其连接至侧壁112的前端并且封闭外壳体106的前端108。外壳体106还包括后端面板118(也称为外壳体-后端面板)，其连接至侧壁112的后端并且封闭外壳体106的后端110。在其它实例中，外壳体106可以非限制性地具有多种其它结构构型和/或几何形状(例如，正方形、圆形等)的横截面。
还参考图2-6，在实例中，壳体组件102还包括内壳体120。内壳体120在外体积128内被安装至外壳体106。内壳体120包括前(例如，第一)端122(也称为内壳体-前端)和与前端122纵向相对的后(例如，第二)端124(也称为内壳体-后端)。内壳体120限定了内体积130。
在实例中，内壳体120是四面的壳体，其具有矩形的纵向横截面(例如，图2-6)和矩形的横向横截面(例如，图9-11)。作为实例，内壳体120包括多个(例如，四个)侧壁126(也称为内壳体-侧壁)。内壳体120还包括后端面板136(也称为内壳体-后端面板)，其连接至侧壁126的后端并且封闭内壳体120的后端124。在说明性实例中，内壳体120不包括连接至侧壁126的前端的内壳体-前端面板。而是，作为实例，侧壁126的前端被连接至外壳体106的前端面板116，其封闭内壳体120的前端122。换句话说，作为实例并且如图2-6中图解的，内壳体120的前端122是开放的以允许通过外壳体106的前端108(例如，传导地通过外壳体106的前端面板116)至温度模拟组件104的畅通无阻的传导热传递。在其它实例中，内壳体120可以非限制性地具有多种其它结构构型和/或几何形状的横截面。
在实例中，内壳体120的形状(例如，横截面)和外壳体106的形状(例如，横截面)可以是相同的(例如，内壳体120的形状匹配外壳体106的形状)。在另一个实例中，内壳体120的形状和外壳体106的形状可以是不同的。
在实例中，内壳体120被安置朝向外壳体106的前端108。作为实例，内壳体120的前端122靠近外壳体106的前端122(例如，在其处或在其附近)定位，并且内壳体120的后端124与外壳体106的后端110间隔开。作为实例，内壳体120的侧壁126在前端122处可以邻接外壳体106的前端面板116和与其接触，以便前端面板116封闭内壳体120的前端122。
在实例中，内壳体120的侧壁126与外壳体106的侧壁112间隔开并且相对于其内部定位。作为实例，壳体组件102可以包括位于内壳体120的侧壁126和外壳体106的侧壁112之间的多个间隔物138。间隔物138设定和维持侧壁126和侧壁112之间的距离。
在实例中，内壳体120被连接至外壳体106。作为实例，内壳体120的侧壁126中的至少一个被连接至外壳体106的侧壁112中的至少一个。作为实例，紧固件140(例如，螺母和螺栓、柳钉等)可以将内壳体120的侧壁126连接至外壳体106的侧壁112。如说明性实例中显示的，紧固件140可以穿过间隔物138并且使内壳体120的侧壁126和外壳体106的侧壁112互连。
还参考图2-6，在实例中，温度模拟组件104在内壳体120的内体积130内被安装至外壳体106。温度模拟组件104包括以叠层148布置的多个导热板146。如本文将更详细描述的，在另一个实例中，温度模拟组件104还包括以叠层148布置的多个隔绝体层178。因此，遍及本公开内容，叠层148可以指的是堆叠布置的多个导热板146或堆叠布置的多个导热板146和多个隔绝体层178。温度模拟组件104或叠层148包括前(例如，第一)端142(也称为温度模拟组件-前端或叠层-前端)和纵向相对的后(例如，第二)端144(也称为温度模拟组件-后端或叠层-后端)。
在实例中，温度模拟组件104被安置朝向壳体组件102的前端132。作为实例，叠层148被安置朝向外壳体106的前端108。作为实例，叠层148的前端142靠近外壳体106的前端122(例如，在其处或在其附近)定位，并且叠层148的后端144与内壳体120的后端124间隔开。作为实例，并且如图2-6中图解的，在叠层148的前端142处定位的导热板146中的一个(例如，最靠前的导热板146)可以邻接外壳体106的前端面板116的内表面。
在实例中，叠层148的每个导热板146被配置为连接至少一个温度传感器162。作为实例，至少一个温度传感器162被连接至导热板146以贯穿热固化周期测量相关联的导热板146的温度。作为实例，温度传感器162可以是热电偶、热敏电阻或另一种合适的温度传感器。
在实例中，温度模拟组件104可以提供导热板146的冗余温度测量。作为实例，两个温度传感器162，单独地鉴定为主要(例如，第一)温度传感器162-1(图4)和次要(例如，第二)温度传感器162-2(图4)，可以被连接至选择的导热板146中的每个。作为实例，主要温度传感器162-1可以在选择的导热板146的一个(例如，第一)侧面176上定位或与其连接，并且次要温度传感器162-2可以在选择的导热板146的相对的一个(例如，第二)侧面176上定位或与其连接。以这样的方式，冗余温度传感器对162提供相同导热板146的两个温度测量。
在实例中，设备100还包括至少一个气体温度传感器164。作为实例，至少一个气体温度传感器164被连接至外壳体106的外部。作为实例，外壳体106可以包括从外壳体106的后端110向外延伸的至少一个接头(tab)166。在此实例中，气体温度传感器164被连接至接头166。气体温度传感器164贯穿热固化周期测量热固化系统内气体的温度。作为实例，气体温度传感器164可以是热电偶、电阻温度检测器或另一种合适的气体温度传感器。
在实例中，温度模拟组件104可以提供热固化系统内气体的冗余温度测量。作为实例，并且如图1中图解的，两个气体温度传感器164，单独地鉴定为主要(例如，第一)气体温度传感器164-1和次要(例如，第二)气体温度传感器164-2，可以被连接至外壳体106的外部。以这样的方式，冗余气体温度传感器对164提供热固化系统内气体的两个温度测量。
在实例中，设备100包括接头对166。作为实例，接头对166中的每个接头166靠近外壳体106的相对的转角或边缘在后端110处定位，例如，由外壳体106的后端面板118和侧壁112的相交形成。接头166中的一个或两个可以充当整体式附接(integral attachment)零件，比如将另外的传感器(例如，气体温度传感器164)连接至设备100或将设备100连接至另一个物体。接头166还可以充当对围绕外壳体106的后端110的对流热传递和/或辐射热传递的阻碍。接头166中的一个，例如，接头166中较低的一个，还可以起对连接至温度传感器162并且从外壳体106的后端面板118向外延伸的线材204应变消除的作用。接头166中的一个，例如，接头166中较高的一个，还可以起对连接至气体温度传感器164的线材206应变消除的作用。
参考图2-4，在实例中，(例如，导热板146的或导热板146和隔绝层178的)叠层148被连接至外壳体106。作为实例，至少一个紧固件150(作为实例图解了两个紧固件150)将叠层148连接至外壳体106并且与外壳体106的前端面板116接触。紧固件150将导热板146或任选地导热板146和隔绝层178以堆叠构型夹紧在一起。紧固件150还将叠层148的导热板146中最靠前的一个连接至外壳体106的前端面板116的内表面并且与其物理接触。图2、3和7以横截面图解了温度模拟组件104的一部分(例如，导热板146和任选地隔绝体层178的叠层148)以更清楚地描绘实例紧固件150，其用于将叠层148夹紧在一起和将叠层148连接至外壳体106。
作为实例，紧固件150是连杆152(例如，螺杆)，其具有沿着其长度的至少部分安置的外螺纹。连杆152延伸通过导热板146的叠层148和外壳体106的前端面板116。螺母154在前端面板116的外侧上被连接至连杆152的前端。另一个螺母198在叠层148的后端144处被连接至连杆152。
作为实例，并且如图2和3中最佳图解的，连杆152的后端可以被连接至内壳体120的后端面板136。将连杆152的后端固定至后端面板136进一步支撑和维持叠层148相对于壳体组件102的位置并且抑制叠层148的移动，例如，在热固化过程期间。可选地，作为另一个实例(未图解)，连杆152的后端可以靠近叠层148的后端144终止。
在其它实例中，设备100可以包括一种或多种不同的机构或装置，其配置为将导热板146和任选地隔绝体层178以堆叠构型紧固、夹紧或以其他方式固定在一起，并且定位壳体组件102内的叠层148与前端面板116接触和与壳体组件102的侧壁间隔开。
图5是公开的设备100的实例的示意图。在图5中，壳体组件102以纵向横截面显示。在实例中，紧固件150可以包括支架210，其配置为捕获(captivate)叠层148并且被连接至外壳体106的前端面板116。支架210维持多个导热板146或任选地多个导热板146和多个隔绝层178处于堆叠构型，其中导热板146中最靠前的一个与外壳体106的前端面板116接触。作为实例，支架210可以具有贴合叠层148形状的形状并且配置为围绕叠层148配合。支架210的前端被连接(例如，紧固)至外壳体106的前端面板116以保持叠层148在适当位置。
在此实例中，隔绝物(insulation)层212位于支架210和叠层148的导热板146的侧面176之间。隔绝物212抑制热经由传导从支架210传递至叠层148。
图6是公开的设备100的实例的示意图。在图6中，壳体组件102以纵向横截面显示。在实例中，(例如，导热板146的或导热板146和隔绝层178的)叠层148在外壳体106内配合，其中叠层148的前端142与外壳体106的前端面板116接触并且叠层148的后端144与内壳体120的后端面板136间隔开。作为实例，间隔物208按压叠层148挤靠前端面板116的内表面以维持多个导热板146或任选地多个导热板146和多个隔绝层178处于堆叠构型，其中导热板146中最靠前的一个与外壳体106的前端面板116接触。作为实例，间隔物208位于内壳体120的后端面板136和叠层148的后端144之间。作为实例，间隔物208的一端与内壳体120的后端面板136的内表面接触(例如，与其连接)，并且间隔物208的相对端与叠层148的导热板146中最靠后的一个接触(例如，与其连接)。
在实例中，间隔物208是刚性构件，其被设置尺寸以在内壳体120的后端面板136和叠层148的后端144之间提供过盈配合，进而按压叠层148挤靠外壳体106的前端面板116和将叠层148锁定入适当位置。在另一个实例中，间隔物208是弹性构件，其在内壳体120的后端面板136和叠层148的后端144之间定位以偏压叠层148挤靠外壳体106的前端面板116和将叠层148锁定入适当位置。
在又另一个实例中(未图解)，导热板146或任选地导热板146和隔绝层178的叠层148可以被胶黏地结合在一起。导热板146中最靠前的一个也可以被胶黏地结合至外壳体106的前端面板116的内表面。作为实例，可以使用高温粘合剂或高温胶带将叠层148胶黏地结合在一起和胶黏地结合至外壳体106的前端面板116。
参考图2-6，在实例中，前端面板116由导热(热传导)材料制成以促进热通过前端面板116传导传递至叠层148。作为实例，前端面板116可以由具有大于大约10×10-6m2/s比如大于大约50×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，前端面板116可以由铝、铝合金、铜、铜合金、钢、钢合金(例如，不锈钢)和其它导热金属和金属合金比如镍-铁合金(例如，因伐合金)制成。作为另一个实例，前端面板116可以由导热复合材料制成。前端面板116的具体配置(例如，厚度和/或材料)可以被定制以实现规定的通过前端面板116至导热板146的叠层148的传导热传递的速率。
在实例中，并且如图3中图解的，前端面板116是或包括散热器156。作为实例，散热器156可以被集成至前端面板116(例如，前端面板116是散热器156)。作为另一个实例，散热器156可以被物理地耦合至前端面板116的外表面，以便热从散热器156传导地传递至前端面板116。为了清楚起见，应当注意已经在图3中图解的实例中添加了散热器156并且图1中图解的实例没有显示散热器156。
参考图3、7和8，散热器156可以被配置为或设计为最大化其与热固化系统(例如，高压釜或烘箱)内的加热气体(例如，空气)接触的表面积。作为实例，并且如图7中最佳图解的，散热器156可以包括销200的布置。销200可以具有多种尺寸和/或形状(例如，轮廓形状、横截面形状等)。作为另一个实例，并且如图8中最佳图解的，散热器156可以包括鳍板202的布置。鳍板202可以具有多种尺寸和/或形状(例如，横截面形状、轮廓形状等)。作为实例，鳍板202可以是直的、张开的(flared)、弯曲的等。散热器156的具体结构配置或设计(例如，销200、鳍板202或销200和鳍板202的组合的大小、形状、数目、布局等)可以被定制以实现规定的从散热器156至前端面板116和从前端面板116至叠层148的传导热传递的速率。
再次参考图2-6，在实例实施中，在使用设备100模拟热固化周期期间的温度期间，热从热固化系统的热源和/或热固化系统内的气体经由传导、对流和辐射中的至少一种被传递至外壳体106。然后，热通过外壳体106的前端面板116(例如，散热器156)被传导地传递至导热板146的叠层148的前端142。然后，热通过导热板146的叠层148从叠层148的前端142被传导地传递至叠层148的后端144(例如，从导热板146中的一个至导热板146中相邻的一个)。
在实例中，外壳体106的侧壁112由隔热(热隔离)材料制成以抑制热通过侧壁112传导传递至内壳体120。在实例中，内壳体120的侧壁126由隔热(热隔离)材料制成以抑制热通过侧壁126传导传递至导热板146的叠层148。隔热材料可以包括能够减少或抑制热能传递的任何合适的隔热物(thermal insulation)。外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126可以由相同的隔热材料或不同的隔热材料制成。
作为实例，外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126可以由具有小于大约50×10-6m2/s比如小于大约10×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，外壳体106的侧壁112和/或内壳体120的侧壁126可以由玻璃纤维等制成。在另一个实例中，外壳体106的侧壁112和/或内壳体120的侧壁126中的至少一种由导热材料制成。
在热固化周期期间，壳体组件102隔离温度模拟组件104与热固化系统，并且使温度模拟组件104至少部分地隔绝对流和/或辐射热传递的作用。在实例中，壳体组件102(例如，外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126)围绕叠层148形成双-壁屏障以抑制来自热固化系统内加热气体的对流热传递和/或来自热固化系统的热源的辐射热传递。隔离温度模拟组件104允许叠层148更精确地表示在热固化周期期间正模拟的复合结构的热概况。在热固化周期期间，由设备100模拟的复合结构主要经由传导通过其厚度加热。隔离温度模拟组件104允许叠层148主要经由从其前端142导向至其后端144的传导加热，并且抑制对流和辐射对叠层148的作用。如下面将更详细描述的，在其它实例中，设备100还包括另外的零件，其抑制对流和辐射对叠层148的作用。
在实例中，外壳体106包括在外体积128的至少一部分内安置的隔绝体158。隔绝体158进一步抑制从外壳体106的侧壁112经由传导、对流和/或辐射至内壳体120的侧壁126的热传递。作为实例，外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126之间的部分外体积128可以填充隔绝体158。
作为实例，隔绝体158可以是空气。在此实例中，在外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126之间的部分外体积128内安置的空气的移动受到限制，并且在外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126之间形成充当隔绝体158的气囊(例如，提供隔绝措施)。
作为另一个实例，隔绝体158可以是隔绝材料，比如纤维隔绝物，其包括但不限于纤维素纤维、矿物棉等。在此实例中，在外壳体106的侧壁112和内壳体120的侧壁126之间安置的隔绝材料充当隔绝体158(例如，提供较好的隔绝措施)。
作为还另一个实例，隔绝体158可以是空气和隔绝材料(例如，纤维隔绝物)的组合。在此实例中，隔绝材料与任何填充空气的孔隙的组合充当隔绝体158(例如，提供较好的隔绝措施)。
在实例中，外壳体106包括在外体积128的至少一部分内安置的热屏障160。作为实例，热屏障160被安置在外壳体106和内壳体120之间。作为实例，热屏障160位于外壳体106的后端面板118和内壳体120的后端面板136之间并且在外壳体106的侧壁112之间延伸。热屏障160抑制从壳体组件102的后端134经由传导、对流和/或辐射至叠层148的后端144的热传递。作为实例，热屏障160抑制从外壳体106的后端面板118经由传导、对流和/或辐射至内壳体120的后端面板136的热传递。
热屏障160可以由能够减少或抑制热能传递的任何合适的隔热(热隔离)材料制成。作为实例，热屏障160可以由具有小于大约1×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，热屏障160由纤维隔绝体材料(例如，矿物棉)、泡沫、陶瓷、玻璃纤维等制成。热屏障160抑制经由传导、对流和/或辐射在外壳体106的后端110处起始并且朝向导热板146的叠层148导向的热传递。
参考图2-6和9-11，在实例中，叠层148与内壳体120的侧壁126间隔开。如图9-11中最佳图解的，在实例中，内壳体120包括热扰乱器(thermal disruptor)168。作为实例，热扰乱器168位于内壳体120的内体积130内在内壳体120的侧壁126和导热板146的叠层148之间。作为实例，热扰乱器168可以至少部分地环绕叠层148。热扰乱器168阻塞内体积130内的对流(例如，空气循环)以抑制从内壳体120的侧壁126经由对流至叠层148的热传递。热扰乱器168还阻塞内体积130内的对流以抑制从叠层148的前端142经由对流至叠层148的后端144的热传递。
在实例中，热扰乱器168还抑制从内壳体120的侧壁126经由传导和/或辐射至叠层148的热传递。作为实例，热扰乱器168可以由隔热材料制成。作为实例，热扰乱器168可以由具有小于大约1×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，热扰乱器168可以由隔绝材料制成，所述隔绝材料包括但不限于纤维隔绝物(例如，矿物棉)、泡沫、陶瓷、玻璃纤维、复合材料等。在此实例中，隔绝材料可以包括具有填充有空气的孔隙的材料或可以包括实心材料(例如，不具有孔隙)。
在另一个实例中，热扰乱器168可以由导热材料比如金属、复合材料等制成。在此实例中，导热材料可以包括具有填充有空气的孔隙的材料或可以包括实心材料(例如，不具有孔隙)。
在实例中，热扰乱器168还抑制从叠层148的前端142经由对流和/或辐射至叠层148的后端144的热传递。在此实例中，热扰乱器168至少部分地隔离一个或多个导热板146与一个或多个相邻的导热板146，并且使一个或多个导热板146隔绝在内壳体120的侧壁126之间的内壳体120的内体积130内和围绕叠层148经由对流和/或辐射从一个或多个相邻的导热板146传递的热的交换作用。
参考图9，在实例中，热扰乱器168由一件或多件纤维垫170制成或包括一件或多件纤维垫170。作为实例，纤维垫170的片段或区段可以至少部分地围绕叠层148定位。作为实例，纤维垫170可以由具有小于大约1×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，纤维垫170可以是矿物棉、泡沫(例如，聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等)、玻璃纤维等。
在此实例中，纤维垫170中的任何孔隙可以填充有空气。在此实例中，纤维垫170至少部分地隔离一个或多个导热板146与一个或多个相邻的导热板146和/或内壳体120的侧壁126，并且使一个或多个导热板146隔绝在内壳体120的侧壁126之间的内壳体120的内体积130内和围绕叠层148经由对流和/或辐射从一个或多个相邻的导热板146和/或内壳体120的侧壁126传递的热的交换作用。
作为实例，纤维垫170的区段中的一个或多个可以与叠层148的部分表面接触，例如，导热板146的侧面176的至少一部分。作为实例，纤维垫170的区段可以被连接(例如，粘合)至叠层148(例如，至导热板146的侧面176)。作为另一个实例，纤维垫170的区段可以围绕叠层148被连接(例如，粘合)至外壳体106的前端面板116并且朝向叠层148的后端144(图2-6)延伸。作为实例，纤维垫170的另外的区段可以围绕叠层148被堆叠和连接(例如，粘合)至在前的纤维垫170的区段。作为还另一个实例，内壳体120的内体积130可以围绕叠层148填充有纤维垫170。
参考图10，在实例中，热扰乱器168由一段或多段蜂窝结构172制成或包括一段或多段蜂窝结构172。作为实例，蜂窝结构172的片段或区段可以至少部分地围绕叠层148定位。作为实例，蜂窝结构172可以由金属(例如，铝、钢、钛等)、金属合金、非金属比如芳香族聚酰胺(例如，或)、复合材料和热塑性材料等制成。
在此实例中，蜂窝结构172中的孔隙可以填充有空气。在此实例中，蜂窝结构172至少部分地隔离一个或多个导热板146与一个或多个相邻的导热板146和/或内壳体120的侧壁126，并且使一个或多个导热板146隔绝在内壳体120的侧壁126之间的内壳体120的内体积130内和围绕叠层148经由对流和/或辐射从一个或多个相邻的导热板146和/或内壳体120的侧壁126传递的热的交换作用。
作为实例，蜂窝结构172的区段中的一个或多个可以与叠层148的部分表面接触，例如，导热板146的侧面176的至少一部分。作为实例，蜂窝结构172的区段可以被连接(例如，粘合)至叠层148(例如，至导热板146的侧面176)。作为另一个实例，蜂窝结构172的区段可以围绕叠层148被连接(例如，粘合)至外壳体106的前端面板116并且朝向叠层148的后端144(图2-6)延伸。作为还另一个实例，内壳体120的内体积130可以围绕叠层148填充有蜂窝结构172。
参考图11，在实例中，热扰乱器168由一个或多个挡板174制成或包括一个或多个挡板174。作为实例，挡板174可以至少部分地围绕叠层148定位。作为实例，挡板174可以由具有小于大约1×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，挡板174可以由金属材料(例如，铝、钢等)、芳香族聚酰胺材料(例如，)、复合材料、热塑性材料等制成。挡板174可以抑制经由传导、对流和/或辐射至叠层148的热传递。
在此实例中，挡板174可以是实心的(例如，不具有任何孔隙)并且相邻的挡板174之间以及挡板174和叠层148之间的任何孔隙可以填充有空气。在此实例中，挡板174至少部分地隔离一个或多个导热板146与一个或多个相邻的导热板146和/或内壳体120的侧壁126，并且使一个或多个导热板146隔绝在内壳体120的侧壁126之间的内壳体120的内体积130内和围绕叠层148经由对流和/或辐射从一个或多个相邻的导热板146和/或内壳体120的侧壁126传递的热的交换作用。
作为实例，多个挡板174从内壳体120的侧壁126朝向导热板146的叠层148延伸。作为实例，多个挡板174中一个或多个的端部可以靠近叠层148的导热板146中一个或多个的侧面176(例如，在其处或在其附近)定位。作为另一个实例，多个挡板174中一个或多个的端部可以与叠层148的导热板146中一个或多个的侧面176间隔开。
作为实例，多个挡板174可以从内壳体120的侧壁126垂直地延伸(例如，相对于其以90度角取向)。作为另一个实例，多个挡板174可以从内壳体120的侧壁126以非零角延伸。作为实例，多个挡板174可以以在大约30角至大约60角的范围内比如大约45角的非零角取向。作为实例，多个挡板174中的一个或多个可以是基本上平的。作为另一个实例，多个挡板174中的一个或多个可以是弯曲的。挡板174的配置(例如，尺寸、形状和/或相对于侧壁126的角取向)可以被设计以增加挡板174的表面积，其又增加围绕叠层148循环的空气的干扰。
具体地参考图4，并且关于图2、3、5和6，在实例中，导热板146的叠层148可以包括任意数目的导热板146。作为实例，叠层148可以包括N数目的导热板146，单独地鉴定为图4中的导热板146-1到146-N。在说明性实例中，叠层148包括八个导热板146(例如，N＝8)。
因而，导热板146或任选地导热板146和隔绝体层178的叠层148充当表示或模拟正热固化的复合结构的热质。针对多个导热板146测量的温度被用于生成叠层148的热概况。叠层148的热概况然后与针对待由设备100模拟的物品(例如，复合结构)生成的热概况相关联。在初始热固化周期期间，正固化的物品的测量的温度极值(例如，最热和最冷温度)与导热板146中某些的测量的温度相关联。在后续热固化周期期间，监测该导热板146中该某些的温度，其表示正模拟的物品(例如，复合结构)上或内的最热和最冷位置。
用于形成叠层148的导热板146的数目可以取决于例如待由设备100模拟的物品(例如，复合结构)的类型、尺寸和/或材料和/或期望的具体热概况。作为实例，较多数目的导热板146可以被用于模拟大的和/或厚的复合结构。作为另一个实例，较少数目的导热板146可以被用于模拟小的和/或薄的复合结构。
用于形成导热板146的材料也可以取决于例如待由设备100模拟的物品(例如，复合结构)的类型、尺寸和/或材料和/或期望的具体热概况。用于形成导热板146的材料不必须是与用于形成待由设备100模拟的物品相同的材料。
参考图2-6，叠层148的导热板146中的每个具有厚度。导热板146的厚度可以取决于例如待由设备100模拟的物品的类型、尺寸和/或材料和/或期望的具体温度概况。作为实例，较厚的导热板146可以被用于模拟大的和/或厚的复合结构。作为另一个实例，较薄的导热板146可以被用于模拟小的和/或薄的复合结构。
作为非限制性实例，导热板146的厚度可以在大约0.0125英寸(0.3mm)至超过1英寸(25mm)的范围内，比如大约0.25英寸(6mm)至大约1英寸(25mm)。在实例中，所有导热板146可以具有相同的厚度。在另一个实例中，导热板146中的至少一个可以具有与导热板146中的至少另一个不同的厚度。在又另一个实例中，所有导热板146的厚度可以是不同的。
在实例中，每个导热板146可以由导热材料制成。作为实例，每个导热板146可以由具有大于大约10×10-6m2/s比如大于大约50×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，导热板146可以由导热金属(例如，铝、钢等)或导热金属合金(例如，不锈钢、因伐合金等)制成。作为另一个实例，导热板146可以由导热非金属(例如，热塑性材料或复合材料)制成。
在多个导热板146通过紧固件150(例如，螺杆152或支架210)(图2-5)或通过间隔物208(图6)以堆叠构型固定在一起并且固定至外壳体106与前端面板116接触的情况下，当选择用于导热板146的材料时，导热板146的热膨胀系数可以具有最小关注。
在说明性实例中，导热板146是基本上平的，以便每个导热板146与相邻的导热板146直接物理接触，用于热通过叠层148从前端142传导地传递至后端144。类似地，在说明性实例中，外壳体106的前端面板116也是基本上平的，以便最前端板146与前端面板116的内表面直接物理接触，用于热通过前端面板116传导地传递至叠层148。
在另一个实例中，导热板146可以包括一些弯曲度(未图解)。在此实例中，每个导热板146被配置为与相邻的导热板146直接物理接触，用于热通过叠层148从前端142传导地传递至后端144。类似地，在另一个实例中，外壳体106的前端面板116可以包括一些弯曲度，以便最前端板146与前端面板116的内表面直接物理接触，用于热通过前端面板116传导地传递至叠层148。
参考图4，在实例中，前端导热板146-1与外壳体106的前端面板116接触。热从(例如，通过)前端面板116传导地传递至前端导热板146-1。因而，前端导热板146-1可以限定叠层148的第一导热板146并且表示正传递至叠层148的热的进入。然后，热从(例如，通过)前端导热板146-1传导地传递至下一个相邻的导热板146-2。然后，热从(例如，通过)导热板146-2传导地传递至下一个相邻的导热板146-3。通过多个导热板146从前端142至后端144的此相继传导热传递继续至后端导热板146-N。后端导热板146-N限定叠层148的最后一个导热板146。
参考图2-6，在实例中，靠近叠层148的后端144定位的导热板146中的至少一个可以是缓冲板。作为实例，并且如图4中最佳图解的，至少后端导热板146-N充当缓冲板。作为另一个实例，两个或更多个导热板146(例如，图4中的导热板146-N和导热板146-7)充当缓冲板。在此实例中，靠近叠层148的后端144定位的导热板146抑制由叠层148的后端144进入通过叠层148的传导热传递。在说明性实例中，仅导热板146-1到146-7被用于模拟物品和生成热概况，并且导热板146-N牺牲吸收热。
在实例中，叠层148可以任选地还包括一个或多个隔绝体层178。作为实例，导热板146中的一个或多个可以通过隔绝体层178与相邻的导热板146隔开。在说明性实例中，每个导热板146通过隔绝体层178与相邻的导热板146隔开。
在实例中，每个隔绝体层178由能够减少或抑制热能传递的隔热材料制成。作为实例，每个隔绝体层178由具有小于大约10×10-6m2/s的热扩散率的材料制成。作为实例，隔绝体层178可以由玻璃纤维、芳香族聚酰胺(例如，)、陶瓷、泡沫、环氧树脂等制成。
在实例中，隔绝体层178控制通过叠层148从前端142至后端144的传导热传递的速率。叠层148的隔绝体层178中的每个具有厚度。隔绝体层178的厚度可以取决于例如待由设备100模拟的物品的类型、尺寸和/或材料，期望的热传递速率和/或期望的具体温度概况。
作为实例，较厚的隔绝体层178可以被用于实现较慢速率的通过部分或整个叠层148的传导热传递。作为另一个实例，较薄的隔绝体层178可以被用于实现较快速率的通过部分或整个叠层148的传导热传递。作为实例，当使用时，隔绝体层178的厚度可以在大约0.008英寸(0.2mm)至大约1英寸(25mm)或更大的范围内，比如大约0.015英寸(0.3mm)至大约0.5英寸(12mm)。在实例中，所有隔绝体层178可以具有相同的厚度。在另一个实例中，隔绝体层178中的至少一个可以具有与隔绝体层178中的至少另一个不同的厚度。在又另一个实例中，所有隔绝体层178的厚度可以是不同的。
在实例中，并且如图2、4和6中图解的，隔绝体层178中至少一个的外围部分180延伸越过导热板146的周界侧面176。在此实例中，隔绝体层178还抑制从叠层148的前端142经由对流和/或辐射至叠层148的后端144的热传递。在此实例中，隔绝体层178的外围部分180至少部分地隔离一个或多个导热板146与一个或多个相邻的导热板146，并且使一个或多个导热板146隔绝在内壳体120的内体积130内并且围绕叠层148经由对流和/或辐射从一个或多个相邻的导热板146传递的热的交换作用。
在另一个实例中，并且如图3和5中图解的，任何隔绝体层178的部分均未延伸越过导热板146的周界侧面176。
参考图4，在实例中，导热板146中的每个包括延伸通过导热板146的厚度的至少一个紧固件孔182。类似地，当任选地使用隔绝体层178时，隔绝体层178中的每个包括延伸通过隔绝体层178的厚度的至少一个紧固件孔182。图4以横截面图解了温度模拟组件104的一部分(例如，叠层148)以更清楚地描绘用于将叠层148夹紧在一起和将叠层148连接至外壳体106的紧固件150。仅前端导热板146-1和后端导热板146-N的紧固件孔182在图4中被明确地鉴定。紧固件150(例如，连杆152)延伸通过导热板146和任选地隔绝体层178的对齐的紧固件孔182。
参考图4和12，在实例中，导热板146的紧固件孔182内衬隔绝衬垫184。仅前端导热板146-1和后端导热板146-N的隔绝衬垫184在图4中被明确地鉴定。作为实例，隔绝衬垫184由施加至限定紧固件孔182的导热板146的内表面的隔绝材料制成。隔绝衬垫184可以由能够减少或抑制热能传递的任何合适的隔热物制成，包括例如，陶瓷、芳香族聚酰胺、玻璃纤维、环氧树脂等。隔绝衬垫184抑制从紧固件150(例如，连杆152)经由传导至导热板146的热传递。
具体地参考图4，并且关于图2、3、5和6，在实例中，紧固件150还包括位于螺母154和后端导热板146-N之间的至少一个垫圈186。至少一个垫圈186散布由螺母154施加至叠层148的末端的力。作为实例，垫圈186可以由导热材料比如金属制成。作为另一个实例，垫圈186可以由隔热材料比如陶瓷、玻璃纤维、环氧树脂等制成。在此实例中，垫圈186抑制从紧固件150(例如，螺母154和/或连杆152)至后端导热板146-N以及靠近叠层148的后端144的其它导热板146的热传递。多个垫圈186还可以使螺母154与叠层148的后端导热板146-N间隔开。
参考图12，在实例中，导热板146包括主体188。导热板146的主体188提供了通过叠层148进行传导热传递的物质(mass)(图2-6)。
在说明性实例中，导热板146还包括从主体188向外延伸的至少一个臂190。连接器192被安置在臂190的末端处。连接器192包括具有隔绝衬垫184的紧固件孔182。在说明性实例中，导热板146包括两个臂190，每个具有用于安装两个紧固件150(例如，螺杆152)的末端连接器192(图2-4)。在此实例中，螺杆152被用于维持导热板146或任选地导热板146和隔绝体层178处于堆叠构型和叠层148与外壳体106的前端面板116接触。
在实例中，臂190与主体188间隔开，这限定了其间的缺口194。臂190和相关联的连接器192使紧固件150(图2-4)与主体188间隔开以隔离主体188与紧固件150，并且抑制从紧固件150经由传导至导热板146的热传递。
参考图13，在另一个实例中，导热板146仅包括主体188，其提供了通过叠层148进行传导热传递的物质(图5和6)。在此实例中，不需要臂190，这是因为支架210(图5)或间隔物208(图6)被用于维持导热板146或任选地导热板146和隔绝体层178处于堆叠构型和叠层148与外壳体106的前端面板116接触。
参考图12和13，在实例中，导热板146还包括从主体188的周界侧面(或边缘)176向内延伸的至少一个通道196，用于将温度传感器162(图2-6)插入或以其他方式耦合至导热板146。作为实例，温度传感器162可以被插入相关联的通道196。作为实例，通道196可以靠近主体188的中心延伸。在说明性实例中，导热板146包括两个相对的通道196，用于连接两个冗余温度传感器162。本领域技术人员将认识到通道196的形状、尺寸和/或位置可以变化(例如，可以取决于温度传感器162的形状和配置)。作为实例，导热板146的主体188还可以包括连接零件(未显示)，其配置为允许温度传感器162的支架夹在导热板146的侧面176上。
温度模拟组件104(例如，导热板146和任选地隔绝体层178的叠层148)可以具有多种其它特征和/或配置。类似地，导热板146可以具有多种其它特征和/或配置。例如，温度模拟器比如在2015年6月30日发布的标题为“Device for Emulating Temperature of aComposite Structure Through a Thermal Cure Cycle”的美国专利号9,068,894和2016年4月5日发布的标题为“Device for Emulating Temperature of an ExothermicComposite Structure Through a Thermal Cure Cycle”的美国专利号9,304,048中描述的，其全部内容通过引用并入本文，可以是公开的设备100的温度模拟组件104和/或导热板146的实例。
图14和15是公开的设备100的另一个实例的示意图。在图14中，壳体组件102以纵向横截面显示并且温度模拟组件104的一部分(例如，叠层148)以纵向横截面显示以更清楚地描绘紧固件150，其用于将叠层148固定在一起和将叠层148连接至壳体组件102。在图15中，壳体组件102以横向横截面显示。
参考图14和15，在实例中，壳体组件102包括单个壳体214。壳体214包括壳体前(例如，第一)端216(也称为壳体-前端)和与前端216纵向相对的后(例如，第二)端218(也称为壳体-后端)。壳体214限定了内体积220。
在实例中，壳体214是六面的壳体，其具有矩形的纵向横截面(例如，图14)和矩形的横向横截面(例如，图15)。作为实例，壳体214包括多个(例如，四个)侧壁222(也称为壳体-侧壁)。壳体214还包括前端面板224(也称为壳体-前端面板)，其连接至侧壁222的前端并且封闭壳体214的前端216。壳体214还包括后端面板226(也称为壳体-后端面板)，其连接至侧壁222的后端并且封闭壳体214的后端218。在其它实例中，壳体214可以非限制性地具有多种其它结构构型和/或几何形状(例如，正方形、圆形等)的横截面。
参考图14，在实例中，温度模拟组件104在内体积220内被安装至壳体214。温度模拟组件104包括以叠层148布置的多个导热板146或任选地多个导热板146和多个隔绝体层178。
在实例中，温度模拟组件104被安置朝向壳体组件102的前端132。作为实例，叠层148被安置朝向壳体214的前端216。作为实例，叠层148的前端142靠近壳体214的前端216(例如，在其处或在其附近)定位，并且叠层148的后端144与壳体214的后端218间隔开。作为实例，在叠层148的前端142(例如，最靠前的导热板146)处定位的导热板146中的一个可以邻接壳体214的前端面板224的内表面。
在实例中，壳体214的前端面板224由导热(热传导)材料制成以促进热通过前端面板224传导传递至叠层148。
在实例中，前端面板224是或包括如图3、7和8中图解和描述的散热器156。
在实例中，壳体214的侧壁222由隔热(热隔离)材料制成以抑制热从侧壁222传导传递至叠层148。
在实例中，并如图14中图解的，叠层148可以通过如图2-4中图解和描述的一个或多个螺杆152被固定在适当位置。在另一个实例中，叠层148可以通过如图5中图解和描述的一个或多个支架210被固定在适当位置。在另一个实例中，叠层148可以通过如图6中图解和描述的一个或多个间隔物208被固定在适当位置。
在热固化周期期间，壳体组件102隔离温度模拟组件104与热固化系统，并且使温度模拟组件104至少部分地隔绝传导和/或辐射热传递的作用。在实例中，壳体组件102(例如，壳体214的侧壁222)围绕叠层148形成单-壁屏障以抑制来自热固化系统内加热气体的对流热传递和/或来自热固化系统的热源的辐射热传递。隔离温度模拟组件104允许叠层148更精确地表示在热固化周期期间正模拟的复合结构的热概况。在热固化周期期间，由设备100正模拟的复合结构主要经由传导通过其厚度加热。隔离温度模拟组件104允许叠层148主要经由从其前端142导向至其后端144的传导加热，并且抑制对流和辐射对叠层148的作用。如下面将更详细描述的，在其它实例中，设备100还包括另外的零件，其抑制对流和辐射对叠层148的作用。
在实例中，壳体214包括在体积220的至少一部分内安置的隔绝体158。隔绝体158进一步抑制从壳体214的侧壁222经由传导、对流和/或辐射至叠层148的热传递。作为实例，壳体214的侧壁222和叠层148之间的部分体积220可以填充有隔绝体158。
在实例中，壳体214包括在体积220的至少一部分内安置的热屏障160。作为实例，热屏障160被安置在壳体214和叠层148之间。作为实例，热屏障160位于壳体214的后端面板226和叠层148的后端144之间并且在壳体214的侧壁222之间延伸。
参考图15，在实例中，叠层148与壳体214的侧壁222间隔开。在实例中，壳体214包括热扰乱器168。作为实例，热扰乱器168位于壳体214的体积220内在壳体214的侧壁222和叠层148之间。作为实例，热扰乱器168可以至少部分地环绕叠层148。热扰乱器168阻塞体积220内的对流(例如，空气循环)以抑制从壳体214的侧壁222经由对流至叠层148的热传递。热扰乱器168还阻塞体积220内的对流以抑制从叠层148的前端142经由对流至叠层148的后端144的热传递。热扰乱器168还抑制从壳体214的侧壁222经由传导和/或辐射至叠层148的热传递。
在实例中，并且如图15中图解的，热扰乱器168由如图9中图解和描述的一块或多块纤维垫170制成或包括如图9中图解和描述的一块或多块纤维垫170。在另一个实例中，热扰乱器168由如图10中图解和描述的一块或多块蜂窝结构172制成或包括如图10中图解和描述的一块或多块蜂窝结构172。在另一个实例中，热扰乱器168由如图11中图解和描述的一个或多个挡板174制成或包括如图11中图解和描述的一个或多个挡板174。
因此，公开的设备100被用于在热固化周期期间模拟复合结构。在热固化周期期间，针对导热板146中选择的一个测量的温度被用作复合结构上或复合结构内选择的位置的代表性温度。导热板146中某些的测量的温度表示复合结构上或复合结构内不同位置处的最热和最冷温度。测量的温度然后可以被用作输入，用于控制热固化系统的热源以在热固化周期期间调节复合结构的温度。
设备100使用导热板146中不同导热板供应(accommodate)多个通道，使得复合结构的最热(例如，前)温度和最冷(例如，后)温度二者可以由温度模拟组件104模拟。温度模拟组件104充当由多个导热板146形成的热质。导热板146中相邻的导热板可以间隔开预定距离并且被隔绝体层178隔开。交替系列的导热板146和隔绝体层178通过温度模拟组件104从前端142至后端144以阶梯模式产生了稳定的和控制良好的温度梯度。
温度模拟组件104在所有侧面上通过壳体组件102与热固化系统内的环境隔绝，但是一个侧面除外。壳体组件102允许热仅经由传导通过壳体组件102的前端132(例如，通过前端面板116或前端面板224)传递至温度模拟组件104。因而，壳体组件102以可预测的方式控制至温度模拟组件104的热传递。
有益地，公开的设备100模拟复合结构的最前(例如，最热)和最后(例如，最冷)温度二者。设备100模拟来自固化材料的放热行为的温度。设备100的温度模拟组件104是不具有移动部件或电子设备的固态和稳健的机构。温度模拟组件104的导热板146可以由便宜的和容易组装的板材构件构建。板材构件可以被成型(例如，喷水切割)以具有形成板材的多种不同尺寸、形状和/或图案。可以借助热模型和通过以预定的堆叠布置排布导热板146校准设备100，以便设备100的热反应基本上匹配复合结构的热反应。设备100不需要与复合结构或相关联的工艺装置或固定设备接触来模拟复合结构。进一步，使用设备100消除放置温度传感器与复合结构和/或工艺装置(例如，正模拟的物品)接触的需要。设备100是设计上紧凑的，其具有相对小的大小和轻的重量。
参考图16，流程图400描绘了用于在加热周期期间模拟物品的实例方法，例如，使用图1-15中显示的公开的设备100在热固化周期期间模拟复合结构的温度和/或热惯性梯度。在方框402处，方法开始于通过布置壳体组件102和温度模拟组件104来构建设备100。设备100最初以被构建以尝试实现设备100的热反应，其复制特定复合结构的热反应。此最初构建可以至少部分基于本领域技术人员关于特定复合结构的材料和尺寸以及壳体组件102和温度模拟组件104的材料和布置的知识和经验。方法继续进行设备100的校准。
在方框404处，生成复合结构的热模型。在方框406处，基于壳体组件102和温度模拟组件104的初始布置生成设备100的热模型。
在方框408处，基于复合结构的热模型生成复合结构的虚拟热概况。在方框410处，基于设备100的热模型生成设备100的虚拟热概况。
在方框412处，设备100的虚拟热概况与复合结构的虚拟热概况进行比较。当设备100的虚拟热概况基本上匹配复合结构的虚拟热概况时，方法可以继续。当设备100的虚拟热概况不基本上匹配复合结构的虚拟热概况时，设备100通过重新布置壳体组件102和温度模拟组件104而重新构建，以另一次尝试实现设备100的热反应，其复制特定复合结构的热反应。温度模拟组件104的最终配置(例如，导热板146和/或隔绝体层178的总数目、厚度和堆叠构型)可以被确定，其具有与复合结构的热概况紧密匹配的热概况。
在方框414处，当设备100的虚拟热概况基本上匹配复合结构的虚拟热概况时，复合结构和设备100二者都经受热固化周期。在方框416处，例如，通过耦合至复合结构的多个温度传感器在热固化周期期间测量复合结构上或复合结构内不同位置处的温度。在方框418处，在热固化周期期间，通过耦合至叠层148的多个温度传感器162测量温度模拟组件104的导热板146中每个的温度。
在方框420处，基于复合结构的测量温度生成复合结构的实际热概况。在方框422处，基于设备100的测量温度生成设备100的实际热概况。
在方框424处，设备100的实际热概况与复合结构的实际热概况进行比较。当设备100的实际热概况基本上匹配复合结构的实际热概况时，方法可以继续。当设备100的实际热概况不基本上匹配复合结构的实际热概况时，设备100通过重新布置壳体组件102和温度模拟组件104而被修改，以另一次尝试实现设备100的热反应，其复制特定复合结构的热反应。
在方框426处，当设备100的实际热概况基本上匹配复合结构的实际热概况时，鉴定复合结构的不同位置处的最热和最冷测量温度。在方框428处，鉴定温度模拟组件104的导热板146中的某些，其测量温度匹配复合结构的最热和最冷测量温度。在方框430处，关联该导热板146中的某些与以复合结构的最热和最冷位置对应。作为实例，温度模拟组件104的热概况的第一温度与复合结构的热概况的最热温度匹配。温度模拟组件104的热概况的第二温度与复合结构的热概况的最冷温度匹配。选择温度模拟组件104的两个位置(例如，两个选择的导热板146)以对应于温度模拟组件104的热概况的第一温度和第二温度。
在方框432处，设备100然后被用于在后续热固化周期期间模拟具有相同的材料和尺寸配置的另外的复合结构。在后续复合结构的热固化期间，设备100连同复合结构经受热固化周期。温度传感器162被耦合至鉴定的导热板146，其先前测量的温度匹配复合结构的最热和最冷测量温度。
在方框434处，针对温度模拟组件104测量的温度输出被用作输入，用于控制热固化系统的热源以在热固化周期期间调节复合结构的温度。
参考图17，流程图500描绘了用于在模拟经受加热周期的物品期间控制热传递的实例方法，例如，控制至公开的设备100的温度模拟组件104——其在热固化周期期间模拟复合结构——的热传递。在方框502处，方法开始于通过布置壳体组件102和温度模拟组件104来构建设备100以实现设备100的热反应，其复制特定复合结构的热反应，例如，如上面描述的和图16中图解的。在方框504处，温度模拟组件104通过壳体组件102与环境热隔离。在方框506处，在热固化周期期间例如在热固化系统内加热设备100。
在方框508处，至设备100的温度模拟组件104的传导热传递被允许以仅一个方向通过壳体组件102。作为实例，至温度模拟组件104的传导热传递被允许通过设备100的壳体组件102的前端132至设备100的温度模拟组件104的前端142。作为实例，热经由传导、对流和/或辐射从热固化系统内的环境气体被传递至前端面板116(或前端面板224)。热然后经由传导从前端面板116(或前端面板224)被传递至与前端面板116(或前端面板224)接触的导热板146中最靠前的一个。
如方框510处显示的，允许通过温度模拟组件104的传导热传递。作为实例，传导热传递被允许从温度模拟组件104的前端142至温度模拟组件104的后端144。作为实例，热经由传导从导热板146中最靠前的一个通过导热板146中的中间几个被逐渐传递至导热板146中最靠后的一个。
如方框512处显示的，控制通过温度模拟组件104的传导热传递。作为实例，控制从温度模拟组件104的前端142至温度模拟组件104的后端144的传导热传递。作为实例，位于导热板146的相邻导热板之间的隔绝体层178控制从叠层148的前端142至后端144的传导热传递。作为另一个实例，导热板146的厚度控制从叠层148的前端142至后端144的传导热传递。作为另一个实例，导热板146的材料选择控制从叠层148的前端142至后端144的传导热传递。
在方框514处，抑制从壳体组件102至温度模拟组件104的传导热传递。作为实例，壳体组件102的隔绝体158抑制经由传导从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。作为另一个实例，壳体组件102的热屏障160抑制经由传导从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。
在方框516处，抑制从壳体组件102至温度模拟组件104的对流热传递。作为实例，壳体组件102的隔绝体158抑制经由对流从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。作为另一个实例，壳体组件102的热屏障160抑制经由对流从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。作为另一个实例，壳体组件102的热扰乱器168抑制经由对流从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。
在方框518处，抑制从壳体组件102至温度模拟组件104的辐射热传递。作为实例，壳体组件102的隔绝体158抑制经由辐射从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。作为另一个实例，壳体组件102的热屏障160抑制经由辐射从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。作为另一个实例，壳体组件102的热扰乱器168抑制经由辐射从壳体组件102至温度模拟组件104的叠层148的热传递。
在方框520处，抑制沿着温度模拟组件104的对流热传递。作为实例，抑制从温度模拟组件104的前端142至温度模拟组件104的后端144的对流热传递。作为实例，壳体组件102的热扰乱器168抑制经由对流从温度模拟组件104的叠层148的前端142至后端144的热传递。作为另一个实例，叠层148的隔绝体层178的外围部分180抑制经由对流从温度模拟组件104的叠层148的前端142至后端144的热传递。
在方框522处，抑制沿着温度模拟组件104的辐射热传递。作为实例，抑制从温度模拟组件104的前端142至温度模拟组件104的后端144的辐射热传递。作为实例，壳体组件102的热扰乱器168抑制经由辐射从温度模拟组件104的叠层148的前端142至后端144的热传递。作为另一个实例，叠层148的隔绝体层178的外围部分180抑制经由辐射从温度模拟组件104的叠层148的前端142至后端144的热传递。
参考图18，流程图300描绘了用于模拟物品的实例方法，例如，利用图1-15中显示的公开的设备100在热固化周期期间模拟复合结构的温度和/或热惰性梯度。在方框302处，方法开始于组装设备100。设备100包括壳体组件102和位于壳体组件102内的温度模拟组件104。组装步骤(方框302)可以是图16和17中描述和图解的构建步骤(方框402和502)的实例。
在实例中，组装设备100(方框302)包括布置壳体组件102和布置温度模拟组件104。作为实例，布置壳体组件102包括在外壳体106内布置内壳体120，如方框304处显示的。在方框306处，布置温度模拟组件104包括在内壳体120内以叠层148布置多个导热板146。
在方框308处，隔绝体158被布置在外壳体106的外壳体-侧壁112和内壳体120的内壳体-侧壁126之间。在方框310处，热屏障160被布置在外壳体106的外壳体-后端面板118和内壳体120的内壳体-后端面板136之间。在方框312处，热扰乱器168被布置在内壳体120的内壳体-侧壁126和多个导热板146的叠层148之间。
如方框314处显示的，在热固化系统内加热设备100。如方框316处显示的，在加热期间，除通过设备100的设备-前端132以外，抑制沿着任何传导热传递路径至温度模拟组件104的传导热传递。如方框318处显示的，在加热期间，抑制沿着任何对流热传递路径至温度模拟组件104的对流热传递。如方框320处显示的，在加热期间，抑制沿着任何辐射热传递路径至温度模拟组件104的辐射热传递。如方框322处显示的，在加热期间，热通过温度模拟组件104从靠近设备-前端132定位的温度模拟组件-前端142被传导地传递至温度模拟组件-后端144。
如方框324处显示的，贯穿热固化周期，使用至少两个温度传感器162测量温度模拟组件104的两个位置的温度。作为实例，测量两个选择的导热板146的温度。两个选择的导热板146表示由设备100正模拟的复合结构的温度极值(例如，最热和最冷位置)。以这样的方式，使用设备100的测量温度表示复合结构的温度代替使用成形工具的测量温度表示复合结构的温度。
任选地，贯穿热固化周期，也可以使用至少一个气体温度传感器164测量气体温度。作为实例，气体温度可以表示复合结构的最热温度。取决于复合结构的构型(例如，非常薄的复合结构)，复合结构可以加热至非常接近气体温度。
温度模拟组件104的温度和任选地热固化系统内气体的气体温度被热固化系统的控制器使用以在热固化周期期间控制热固化系统内的气体温度。作为实例，可以响应于由设备100提供的温度输入调节热固化系统的温度控制设置。
在使用设备100模拟复合结构的温度之前，设备100被校准以恰当地表示复合结构的温度概况。如方框326处显示的，生成复合结构在复合结构的多个位置处的多个温度概况。作为实例，通过如下生成多个温度概况：将多个温度传感器热耦合至复合结构的多个位置、使复合结构经受热固化周期和贯穿热固化周期测量多个位置的温度。
如方框328处显示的，生成温度模拟组件104在温度模拟组件104的多个位置处的多个温度概况和任选地生成热固化系统内气体的多个温度概况。作为实例，通过如下生成多个温度概况：将至少一个温度传感器热耦合至多个导热板146中的每一个、表示温度模拟组件104的多个位置、使设备100连同复合结构经受热固化周期和贯穿热固化周期测量多个导热板146的温度。
如方框330处显示的，表示温度模拟组件104的最热位置(例如，最热导热板146)的温度模拟组件104的最热温度概况与表示复合结构的最热位置的复合结构的最热温度概况匹配。如方框332处显示的，表示温度模拟组件104的最冷位置(例如，最冷导热板146)的温度模拟组件104的最冷温度概况与表示复合结构的最冷位置的复合结构的最冷温度概况匹配。在温度模拟和测量(方框324)期间使用的温度模拟组件104的两个位置(例如，两个选择的导热板146)是温度模拟组件104的最热位置(例如，最热导热板146)和温度模拟组件104的最冷位置(例如，最冷导热板146)。
因而，一旦已经选择表示复合结构的最热和最冷位置的温度模拟组件104的两个位置(例如，两个导热板146)，设备100就可以被反复地用于模拟具有相同配置(例如，尺寸、布局配置、材料等)的另外的复合结构。
然而，在设备100的初始校准期间，例如，在生成温度模拟组件104的温度概况(方框328)以及匹配最热和最冷温度概况(方框330和332)期间，可能需要测试多个热板146的多种配置和/或布置以找出匹配的温度概况。当没有合适的温度模拟组件104的温度概况匹配复合结构的温度概况时，可以以叠层148重新布置多个导热板146，如方框306处显示的。作为实例，导热板146的数目可以变化(例如，增加或减少)和/或导热板146中一个或多个的厚度可以变化(例如，增加或减小)。在以叠层148重新布置导热板146之后，方框326、328、330和332处显示的步骤可以被重复。
另外地，如方框334处显示的，可以控制通过温度模拟组件104从温度模拟组件104的温度模拟组件-前端142至温度模拟组件-后端144的传导热传递的速率。作为实例，在叠层148内引入隔绝体层178和/或改变隔绝体层178的厚度可以控制通过温度模拟组件104的传导热传递的速率。
当设备100被用于模拟与先前校准设备100进行模拟的复合结构相比具有不同配置的不同复合结构时，此过程也可以被重复。
因此，公开的设备100被配置为提供表示或模拟正热固化的复合结构的最热和最冷位置的温度输出。为了控制热传递的模式和通过温度模拟组件104的热传递的方向，提供壳体组件102和温度模拟组件104的零件。
公开的设备100和本文公开的方法的实例可以在各种潜在的复合材料制作应用，特别是在运输产业——包括例如，航空航天、船舶和汽车应用——中发现用途。因而，现在参考图19和20，可以在如图19中显示的航空器制造和服务方法1100和如图20中显示的航空器1200的背景下使用设备100和方法的实例。公开的实例的航空器应用可以包括在航空器1200的制造期间经受热固化周期和使用的任何复合结构。
在生产前期间，说明性方法1100可以包括航空器1200的规格和设计，如方框1102处显示的，以及材料采购，如方框1104处显示的。在生产期间，进行航空器1200的配件和子组件制造，如方框1106处显示的，以及系统集成，如方框1108处显示的。使用如本文描述的设备100和方法的复合结构的热固化可以作为生产的一部分、配件和子组件制造步骤(方框1106)和/或作为系统集成(方框1108)的一部分完成，例如，以制作用于制造航空器1200的复合结构。其后，航空器1200可以经过验收和交付，如方框1110处显示的，以便投入使用，如方框1112处显示的。在使用的同时，航空器1200可以被安排进行例行维护和保养，如方框1114处显示的。例行维护和保养可以包括航空器1200的一个或多个系统的改造、重构、翻新等。使用如本文描述的设备100和方法的复合结构的热固化可以作为例行维护和保养步骤(方框1114)的一部分完成，例如，以制作用于维护和保养航空器1200的复合结构。
可以通过系统集成商、第三方和/或操作者(例如，客户)进行或实施说明性方法1100的每个过程。出于此描述的目的，系统集成商可以非限制性地包括任意数目的航空器制造商和主系统分包商；第三方可以非限制性地包括任意数目的出售商、分包商和供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
如图20中显示的，通过说明性方法1100生产的航空器1200可以包括机身1202、多个高级系统1204和内部1206，所述机身1202例如具有使用如本文描述的设备100和方法制作的一个或多个热固化的复合结构，所述内部1206例如具有使用如本文描述的设备100和方法制作的一个或多个热固化的复合结构。高级系统1204的实例包括推进系统1208、电气系统1210、液压系统1212和环境系统1214中的一个或多个。可以包括任意数目的其它系统。虽然显示了航空航天实例，但是本文公开的原理可以适用于其它产业，比如汽车产业、船舶产业等。
可以在制造和服务方法1100的任何一个或多个阶段期间采用本文显示和描述的系统、设备和方法。例如，可以以与航空器1200使用(方框1112)时生产的配件或子组件类似的方式制作或制造对应于配件和子组件制造(方框1106)的配件或子组件。同样地，可以在生产阶段(方框1108和1110)期间利用系统、设备、和方法的一个或多个实例或其组合。类似地，在航空器1200使用(方框1112)时和在维护和保养阶段(方框1114)期间，可以利用——例如并且非限制性地——系统、设备和方法的一个或多个实例或其组合。
除非另外指示，术语“第一”、“第二”等在本文仅被用作标示，并且不意欲将顺序、位置或等级要求强加于这些术语所指的项目。而且，提及“第二”项目不要求或排除更小编号项目(例如“第一”项目)和/或更大编号项目(例如“第三”项目)的存在。
如本文使用的，当与一系列项目一同使用时，短语“……中的至少一个”意思是可以使用所列的项目中的一个或多个的不同组合，并且可以需要列表中的仅一个项目。项目可以是具体的物体、事情或范畴。换句话说，“……中的至少一个”意思是可以使用来自列表的项目的任何组合或若干项目，但可以不需要列表中的全部项目。例如，“项目A、项目B、和项目C中的至少一个”可以意思是项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B、和项目C中的至少一个”可以意思是——例如并且非限制性地——两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或一些其它合适的组合。
如本文使用的，术语“近似地”和“大约”表示仍执行期望的功能或实现期望的结果的量，其接近陈述的量。例如，术语“近似地”和“大约”可以指的是如下量：其在小于10％、小于5％、小于1％、小于0.1％、和小于0.01％的陈述的量内。
如本文使用的，术语“基本上”可以包括精确地和类似的，其达到可以被认为是精确的程度。仅出于说明目的并且不作为限制性实例，术语“基本上”可以被量化为距精确值或实际值+/-5％的差异。例如，短语“A与B基本上相同”可以涵盖A与B精确相同，或A可能在例如B的值的+/-5％的差异内，或反之亦然的实例。
如本文使用的，术语“部分地”或“至少一部分……”可以表示全部的量，其包括可以包括全部的全部的量。例如，术语“……的一部分”可以指的是如下量：其是全部的大于0.01％、大于0.1％、大于1％、大于10％、大于20％、大于30％、大于40％、大于50％、大于60％、大于70％、大于80％、大于90％、大于95％、大于99％和100％。
在图20中，参考上面的，连接多种元件和/或配件的实线——若有的话——表示机械的、电气的、流体的、光学的、电磁的和其它连接和/或其组合。如本文使用的，“耦合的”意思是直接地以及间接地相关联。例如，构件A可以直接地与构件B相关联，或可以间接地与其相关联，例如，经由另一个构件C。将理解不必然表示多种公开的元件之中的所有关系。因此，除在方框图中描绘的那些以外的耦合也可以存在。连接标明多种元件和/或配件的方框的虚线——若有的话——表示在功能和目的上与由实线表示的那些相似的耦合；然而，由虚线表示的耦合被选择性地提供或涉及本公开内容的可选的实例。同样地，使用虚线表示的元件和/或配件——若有的话——指示本公开内容的可选的实例。以实线和/或虚线显示的一个或多个元件可以从特定的实例省略，而不背离本公开内容的范围。周围元件——若有的话——使用点划线表示。虚拟的(假想的)元件也可以被显示以便清楚。本领域技术人员将领会图20中图解的一些零件可以以多种方式组合，而不需要包括在图20、其它附、和/或所附的公开内容中描述的其它零件，即使这样的一种或多种组合没有在本文明确地说明。类似地，不限于存在的实例的另外的零件可以与本文显示和描述的一些或所有零件组合。
在图16-19中，参考上面的，方框可以表示操作和/或其部分，并且连接多种方框的线不暗示操作或其部分的任何具体的顺序或从属关系。由虚线表示的方框——若有的话——指示可选的操作和/或其部分。连接各种方框的虚线——若有的话——表示操作或其部分的可选的从属关系。将理解不必然展示多种公开的操作之中的所有从属关系。图16-19和描述本文陈述的公开的方法的操作的所附的公开内容不应当解释为必然确定操作进行的顺序。而是，虽然指示了一种说明性顺序，但是应理解可以在适合时修改操作的顺序。因此，可以对说明的操作进行修改、添加和/或省略，并且可以以不同的顺序或同时地进行某些操作。另外地，本领域技术人员将领会不是描述的所有操作都需要被执行。
也在下列条款中提及本发明，其不与权利要求相混淆。
A1.设备100，其包括：
壳体组件102，其包括壳体组件-前端132和相对的壳体组件-后端134；和
温度模拟组件104，其安装在所述壳体组件内并且包括靠近所述壳体组件-前端142定位的温度模拟组件-前端和与所述壳体组件-后端间隔开的温度模拟组件-后端144，并且其中：
所述壳体组件热隔离所述温度模拟组件，并且
所述壳体组件允许仅通过所述壳体组件-前端至所述温度模拟组件的传导热传递。
A2.还提供了段落A1的设备，其中所述设备在热固化周期期间模拟复合结构的热反应。
A3.还提供了段落A1的设备，其中：
所述壳体组件包括壳体，其包括壳体-前端和壳体-后端，
所述温度模拟组件包括在所述壳体内以叠层148布置的多个导热板146，
所述叠层包括靠近所述壳体-前端定位的叠层-前端和与所述壳体-后端间隔开的叠层-后端，并且
所述多个导热板中的至少一个被配置为连接至少一个温度传感器以测量所述多个导热板中所述至少一个的温度。
A4.还提供了段落A3的设备，其中：
所述壳体抑制除通过所述壳体组件-前端以外的沿着任何传导热传递路径至所述叠层的传导热传递，
所述壳体抑制沿着任何对流热传递路径至所述叠层的对流热传递，
所述壳体抑制沿着任何辐射热传递路径至所述叠层的辐射热传递，并且
热通过所述多个导热板从所述叠层-前端被传导地传递至所述叠层-后端。
A5.还提供了段落A4的设备，其中：
所述壳体是外壳体106，其包括外壳体-前端108和外壳体-后端110，
所述壳体组件进一步包括内壳体120，其安装在所述外壳体内并且包括靠近所述外壳体-前端定位的内壳体-前端122和与所述外壳体-后端间隔开的内壳体-后端124，并且
所述叠层被安装在所述内壳体内，其中所述叠层-前端靠近所述外壳体-前端定位并且所述叠层-后端与所述内壳体-后端间隔开。
A6.还提供了段落A5的设备，其中：
所述外壳体抑制沿着所述任何传导热传递路径至所述内壳体的所述传导热传递，
所述内壳体抑制沿着所述任何传导热传递路径至所述叠层的所述传导热传递，
所述外壳体抑制沿着所述任何对流热传递路径至所述内壳体的所述对流热传递；
所述内壳体抑制沿着所述任何对流热传递路径至所述叠层的所述对流热传递，
所述外壳体抑制沿着所述任何辐射热传递路径至所述内壳体的所述辐射热传递，并且
所述内壳体抑制沿着所述任何辐射热传递路径至所述叠层的所述辐射热传递。
A7.还提供了段落A6的设备，进一步包括在所述外壳体和所述内壳体之间限定的外体积128的至少一部分内安置的隔绝体158，并且其中所述隔绝体抑制从所述外壳体至所述内壳体的所述传导热传递、所述对流热传递和所述辐射热传递。
A8.还提供了段落A7的设备，其中所述隔绝体包括空气和纤维隔绝物中的至少一种。
A9.还提供了段落A6的设备，进一步包括在所述外壳体-后端和所述内壳体-后端之间限定的外体积的至少一部分内安置的热屏障，并且其中所述热屏障抑制从所述外壳体至所述内壳体的所述传导热传递、所述对流热传递和所述辐射热传递。
A10.还提供了段落A6的设备，进一步包括在所述内壳体和所述叠层之间限定的内体积130的至少一部分内和至少部分环绕所述叠层安置的热扰乱器168，并且其中所述热扰乱器抑制从所述内壳体至所述叠层的所述传导热传递、所述对流热传递和所述辐射热传递。
A11.还提供了段落A10的设备，其中所述热扰乱器包括纤维垫、蜂窝结构和至少一个挡板中的至少一种。
A12.还提供了段落A6的设备，进一步包括：
外体积，其在所述外壳体和所述内壳体之间限定；
隔绝体，其安置在所述外壳体和所述内壳体之间的所述外体积的至少一部分内；和
热屏障，其安置在所述外壳体-后端和所述内壳体-后端之间的所述外体积的至少一部分内；并且其中：
所述隔绝体和所述热屏障抑制从所述外壳体至所述内壳体的所述传导热传递、所述对流热传递和所述辐射热传递。
A13.还提供了段落A12的设备，进一步包括：
内体积，其在所述内壳体和所述叠层之间限定；和
热扰乱器，其安置在所述内体积的至少一部分内并且至少部分环绕所述叠层，并且
其中所述热扰乱器抑制从所述内壳体至所述叠层的所述传导热传递、所述对流热传递和所述辐射热传递。
A14.还提供了段落A4的设备，其中：
所述壳体在所述壳体前端处进一步包括前端面板116，
在所述叠层-前端处的所述多个导热板中的一个导热板与所述前端面板接触，并且
所述前端面板限定了允许的传导热传递路径，以便热通过所述前端面板被传导地传递至所述多个导热板中的所述一个导热板。
A15.还提供了段落A14的设备，其中所述前端面板包括散热器。
A16.还提供了段落A4的设备，其中所述温度模拟组件控制从所述温度模拟组件-前端至所述温度模拟组件-后端的所述传导热传递。
A17.还提供了段落A16的设备，进一步包括在所述多个导热板中相邻导热板之间定位并且以所述叠层布置的多个隔绝体层178，其中所述多个隔绝体层控制通过所述多个导热板从所述叠层-前端至所述叠层-后端的所述传导热传递的速率。
A18.还提供了段落A17的设备，其中所述多个隔绝体层中至少一个的外围部分延伸越过所述多个导热板的侧面，并且其中所述多个隔绝体层中所述至少一个的所述外围部分抑制从所述叠层-前端至所述叠层-后端的所述对流热传递和所述辐射热传递。
A19.还提供了段落A4的设备，进一步包括：
温度传感器162，其热耦合至所述多个导热板中的至少两个以测量所述多个导热板中所述至少两个的所述温度；和
至少一个气体温度传感器164，其位于所述壳体的外部上以测量环绕所述壳体的加热气体的温度。
根据本发明的进一步的方面，提供了：
B1.方法，其包括：
加热设备，所述设备包括壳体组件和位于所述壳体组件内的温度模拟组件；
允许通过设备的壳体组件-前端至所述温度模拟组件的传导热传递；
抑制除通过设备的所述壳体组件-前端以外的沿着任何传导热传递路径至所述温度模拟组件的所述传导热传递；
抑制沿着任何对流热传递路径至所述温度模拟组件的对流热传递；并且
抑制沿着任何辐射热传递路径至所述温度模拟组件的辐射热传递。
B2.还提供了段落B1的方法，进一步包括通过所述温度模拟组件从靠近所述壳体组件-前端定位的温度模拟组件-前端至温度模拟组件-后端传导地传递热。
根据本发明的进一步的方面，提供了：
C1.方法，其包括：
使用加热系统加热设备，所述设备包括壳体组件和位于所述壳体组件内的温度模拟组件；
使用所述壳体组件热隔离所述温度模拟组件与所述加热系统；
允许仅通过所述壳体组件的壳体组件-前端至所述温度模拟组件的传导热传递；并且
使用所述温度模拟组件表示由所述设备正模拟的物品的最热温度和最冷温度。
C2.段落C1的方法，进一步包括：
贯穿加热周期测量所述温度模拟组件的两个位置的温度，其中所述温度模拟组件的所述两个位置的测量温度表示由所述设备正模拟的所述物品的所述最热温度和所述最冷温度；并且
使用所述测量温度作为输入以在所述加热周期期间控制所述加热系统内的温度和调节由所述设备正模拟的所述物品的温度。
C3.段落C2的方法，进一步包括：
生成所述物品的热概况；
生成所述温度模拟组件的热概况；
使所述温度模拟组件的所述热概况的第一温度与所述物品的所述热概况的最热温度匹配；和
使所述温度模拟组件的所述热概况的第二温度与所述物品的所述热概况的最冷温度匹配，并且
其中选择所述温度模拟组件的所述两个位置以对应于所述温度模拟组件的所述热概况的所述第一温度和所述第二温度。
C4.段落C1的方法，进一步包括组装所述设备，其包括：
在外壳体内布置内壳体；
在所述内壳体内以叠层布置多个导热板；
在与所述外壳体的前端面板接触的叠层-前端处定位所述多个导热板中的一个导热板；
在所述外壳体的外壳体-侧壁和所述内壳体的内壳体-侧壁之间布置隔绝体；
在所述外壳体的外壳体-后端面板和所述内壳体的内壳体-后端面板之间布置热屏障；并且
在所述内壳体的所述内壳体-侧壁和所述多个导热板的所述叠层之间布置热扰乱器。
C5.段落C1的方法，进一步包括：
生成所述物品的热模型的虚拟热概况；
生成所述温度模拟组件的热模型的虚拟热概况；
使所述温度模拟组件的所述热模型的所述虚拟热概况与所述物品的所述热模型的所述虚拟热概况进行比较；并且
当所述温度模拟组件的所述热模型的所述虚拟热概况不匹配所述物品的所述热模型的所述虚拟热概况时，重新配置所述温度模拟组件。
C6.段落C1的方法，进一步包括抑制除通过所述壳体组件的壳体组件-前端以外的沿着任何传导热传递路径至所述温度模拟组件的所述传导热传递。
C7.段落C1的方法，进一步包括抑制沿着任何对流热传递路径至所述温度模拟组件的对流热传递。
C8.段落C1的方法，进一步包括抑制沿着任何辐射热传递路径至所述温度模拟组件的辐射热传递。
C9.段落C1的方法，通过所述温度模拟组件从靠近所述壳体组件-前端定位的温度模拟组件-前端至温度模拟组件-后端传导地传递热。
C10.段落C9的方法，进一步包括控制通过所述温度模拟组件从所述温度模拟组件的所述温度模拟组件-前端至所述温度模拟组件-后端的所述传导热传递的速率。
C11.段落C9的方法，进一步包括：
抑制沿着所述温度模拟组件从所述温度模拟组件的所述温度模拟组件-前端至所述温度模拟组件-后端的对流热传递；并且
抑制沿着所述温度模拟组件从所述温度模拟组件的所述温度模拟组件-前端至所述温度模拟组件-后端的辐射热传递。
虽然已经显示和描述了公开的设备、系统和方法的多种实例，但是本领域技术人员在阅读本说明书之后可以想到修改。本申请包括这样的修改并且仅由权利要求的范围限定。

Claims (15)

1.一种设备100，其包括：
壳体组件102，其包括壳体组件-前端132和相对的壳体组件-后端134；和
温度模拟组件104，其安装在所述壳体组件内并且包括靠近所述壳体组件-前端定位的温度模拟组件-前端142和与所述壳体组件-后端间隔开的温度模拟组件-后端144，并且其中：
所述壳体组件热隔离所述温度模拟组件，并且
所述壳体组件允许仅通过所述壳体组件-前端至所述温度模拟组件的传导热传递。
2.权利要求1所述的设备，其中所述设备在热固化周期期间模拟复合结构的热反应。
3.权利要求1所述的设备，其中：
所述壳体组件包括壳体，其包括壳体-前端和壳体-后端，
所述温度模拟组件包括在所述壳体内以叠层148布置的多个导热板146，
所述叠层包括靠近所述壳体-前端定位的叠层-前端和与所述壳体-后端间隔开的叠层-后端，并且
所述多个导热板中的至少一个被配置为连接至少一个温度传感器以测量所述多个导热板中所述至少一个的温度。
4.权利要求3所述的设备，其中：
所述壳体抑制除通过所述壳体组件-前端以外的沿着任何传导热传递路径至所述叠层的传导热传递，
所述壳体抑制沿着任何对流热传递路径至所述叠层的对流热传递，
所述壳体抑制沿着任何辐射热传递路径至所述叠层的辐射热传递，并且
热通过所述多个导热板从所述叠层-前端被传导地传递至所述叠层-后端。
5.权利要求4所述的设备，其中：
所述壳体是外壳体106，其包括外壳体-前端108和外壳体-后端110，
所述壳体组件进一步包括内壳体120，其安装在所述外壳体内并且包括靠近所述外壳体-前端定位的内壳体-前端122和与所述外壳体-后端间隔开的内壳体-后端124，并且
所述叠层被安装在所述内壳体内，其中所述叠层-前端靠近所述外壳体-前端定位并且所述叠层-后端与所述内壳体-后端间隔开。
6.权利要求4所述的设备，其中：
所述壳体在所述壳体前端处进一步包括前端面板116，
在所述叠层-前端处的所述多个导热板中的一个导热板与所述前端面板接触，并且
所述前端面板限定了允许的传导热传递路径，以便热通过所述前端面板被传导地传递至所述多个导热板中的所述一个导热板。
7.权利要求4所述的设备，进一步包括：
温度传感器162，其热耦合至所述多个导热板中的至少两个以测量所述多个导热板中所述至少两个的所述温度；和
至少一个气体温度传感器164，其位于所述壳体的外部上以测量环绕所述壳体的加热气体的温度。
8.一种方法，其包括：
使用加热系统加热设备，所述设备包括壳体组件和位于所述壳体组件内的温度模拟组件；
使用所述壳体组件热隔离所述温度模拟组件与所述加热系统；
允许仅通过所述壳体组件的壳体组件-前端至所述温度模拟组件的传导热传递；并且
使用所述温度模拟组件表示由所述设备正模拟的物品的最热温度和最冷温度。
9.权利要求8所述的方法，进一步包括：
贯穿加热周期测量所述温度模拟组件的两个位置的温度，其中所述温度模拟组件的所述两个位置的测量温度表示由所述设备正模拟的所述物品的所述最热温度和所述最冷温度；并且
使用所述测量的温度作为输入以在所述加热周期期间控制所述加热系统内的温度和调节由所述设备正模拟的所述物品的温度。
10.权利要求9所述的方法，进一步包括：
生成所述物品的热概况；
生成所述温度模拟组件的热概况；
使所述温度模拟组件的所述热概况的第一温度与所述物品的所述热概况的最热温度匹配；和
使所述温度模拟组件的所述热概况的第二温度与所述物品的所述热概况的最冷温度匹配，并且
其中选择所述温度模拟组件的所述两个位置以对应于所述温度模拟组件的所述热概况的所述第一温度和所述第二温度。
11.权利要求8所述的方法，进一步包括组装所述设备，其包括：
在外壳体内布置内壳体；
在所述内壳体内以叠层布置多个导热板；
在与所述外壳体的前端面板接触的叠层-前端处定位所述多个导热板中的一个导热板；
在所述外壳体的外壳体-侧壁和所述内壳体的内壳体-侧壁之间布置隔绝体；
在所述外壳体的外壳体-后端面板和所述内壳体的内壳体-后端面板之间布置热屏障；并且
在所述内壳体的所述内壳体-侧壁和所述多个导热板的所述叠层之间布置热扰乱器。
12.权利要求8所述的方法，进一步包括：
生成所述物品的热模型的虚拟热概况；
生成所述温度模拟组件的热模型的虚拟热概况；
使所述温度模拟组件的所述热模型的所述虚拟热概况与所述物品的所述热模型的所述虚拟热概况进行比较；并且
当所述温度模拟组件的所述热模型的所述虚拟热概况不匹配所述物品的所述热模型的所述虚拟热概况时，重新配置所述温度模拟组件。
13.权利要求8所述的方法，进一步包括抑制除通过所述壳体组件的壳体组件-前端以外的沿着任何传导热传递路径至所述温度模拟组件的所述传导热传递。
14.权利要求8所述的方法，进一步包括抑制沿着任何对流热传递路径至所述温度模拟组件的对流热传递。
15.权利要求8所述的方法，通过所述温度模拟组件从靠近所述壳体组件-前端定位的温度模拟组件-前端至温度模拟组件-后端传导地传递热。
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