CN109477769B - 评估复合构件损伤的方法 - Google Patents

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Abstract

一种评估复合构件损伤的方法,需要形成包括至少一个腔的复合构件。然后在腔和周围环境压力之间建立第一压差。监测第一预设时间段内的压差变化率,然后允许压差下降。监测步骤的结果被存储为参考值,以便在复合构件受损之后,或者在其使用预设时间之后,可以重复测试并将其与参考值进行比较。如果重复监测的结果与参考值的差异超过预设量,则确定复合构件有缺陷。

Description

评估复合构件损伤的方法
技术领域
本发明涉及一种评估复合构件损伤的方法;即,评估由诸如纤维增强塑料、增强热塑性塑料、碳基复合材料等复合材料制成的构件的损伤。特别的,但并非排他的,本发明涉及评估车辆尤其是汽车的复合部件的损坏。
背景技术
已知有几种方法用于评估复合构件的损伤。最著名的(也是最粗糙的)是简单地目视检查复合构件并评估其是否损坏。例如,在诸如汽车之类的车辆发生碰撞之后,机械师通常会通过视觉检查复合部件,例如面板,以评估它们是否已经损坏。有时这种损伤是显而易见的-面板经常会折断成几片。而在其他时候,可能造成的是无法看到的结构损伤。
在US2009/0173139中描述了评估复合构件损坏的另一种方法,特别适用于处理由对可见表面的冲击而引起的不可见表面的损伤。根据该方法,提供了一种带有具有主体部分的传感器的结构,该主体部分具有设有至少一个通道的表面,该主体部分的该表面被固定于不可见的表面,使得通过该通道和该第二表面形成管道,并且在该管道与该至少一个管道邻近处的参考压力间建立压差,然后,为了确定表面是否受损,监测压力以了解所述至少一个管道的压差变化。
这种方法存在某些缺点。特别地,它要求将传感器固定到复合板上并密封在其上,并且要求由传感器和板形成的管道垂直于监测仪器上。此外,必须对复合板的第二表面施加压差(正或负)。
传感器和监测仪器分别附接并垂直于复合板的要求增加了重量和复杂性。这在汽车应用中尤其重要,在其他地方也是如此,因为正是由于复合材料轻才通常用于代替传统部件,而添加部件就使这变得没有必要了。此外,许多复合材料的生产成本已经很昂贵,因此需要避免附加的费用,再者,附加的非结构性部件占用的空间也常常是非常宝贵的,特别是在高性能汽车中。
最后,US2009/0173139的方法对部件的一侧长期施加压差,其监测管道中的或流过管道的压力状态的变化,长期施加压差可能会在其自身内部造成损坏,特别是在部件极其脆弱的地方。
本发明旨在提供一种改进的评估复合构件损伤的方法。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种评估复合构件的损伤的方法,包括:提供包括至少一个腔的复合构件;在所述至少一个腔与周围环境压力之间建立第一压差;监测第一预设时间段内压差的变化率;及允许压差下降(优选使腔内的压力变得等于环境压力);所述方法的特征在于,将监测步骤的结果存储为所述复合构件的参考值;并重复在所述复合构件的至少一个腔与周围环境压力之间建立压差的步骤;监测预设时间段内压差的变化率;允许压差下降(优选使腔内的压力变得等于环境压力);及将所述复合构件的重复监测步骤的结果与所述复合构件的参考值进行比较;如果重复监测步骤的结果与参考值相差超过预设量,则确定复合构件是有缺陷的。
本领域技术人员能够理解的是,所述“复合构件”是指由复合材料形成的构件。复合材料可以包括诸如纤维等增强材料和诸如树脂等粘结材料,并且可以是纤维增强塑料、增强热塑性塑料、碳基复合材料等。
所述方法具有优于现有技术的若干优点。例如,由于允许压差下降,因此复合构件不会随时间推移而保持在升高或降低的压力下,这就减少了复合构件上的应力。此外,复合构件通常具有可改变的初始泄漏量,即,两个相同的构件,这两个构件都适用于相同的功能,两者在第一预设时间段内可能具有完全不同的初始压差变化率,但仍可能都适合于其预期目的-通常来说复合构件的功能不旨在包含流体;所述腔仅是用于测试目的所形成的。因此,初始泄漏可能不是装置结构完整性的良好指示。然而,由损坏等引起的结构完整性的降低将伴随着压差变化率的显着降低。因此,当重复测试时,与与任何绝对值相比较相比,与原始值的比较能更好地确定部件是否损坏和是否需要更换。
所述方法可以包括执行对复合构件可接受性的进一步检查,例如,通过X射线或激光剪切成像。这些检查可以在重复所述步骤之前进行,并且可以在将复合构件安装到诸如汽车等车辆中之前进行,它们可以在初始监测步骤之前进行。
进行通常用于评估损伤的这些附加步骤可以作为附加的备用,以确保除了检测随时间导致的缺陷之外,还可以检测由于制造过程中的错误而可能存在缺陷的复合构件的部分。
例如,作为另一个进一步的检查,所述方法可以包括在建立至少一个腔与周围环境压力之间的第一压差时测量压力增加速率。特别高的速率可能表示堵塞的腔体/管道(或连接到错误的部件),而低的增加速率可能表示裂缝/孔洞或连接到错误的部件。此外,所述方法可以包括将建立第一压差的速率与先前建立的用于建立第一压差的参考值进行比较。所述方法可以包括通过在将压缩流体引入到部件中以建立第一压差时监测预设时间段内的压力增加速率来建立增加率的参考值。
所述第一压差可以是预设的压差。
重复的压差可以与第一压差相同。
重复时间段可以与第一预设时间段相同。
监测步骤的结果可以存储为在预设时间段之后达到的压差值。
监测步骤的结果可以存储为压差的变化率。
所述方法可以包括在存储参考值之后并且在重复在至少一个腔与周围环境压力之间建立压差的步骤之前将复合构件投入有效使用;监测预设时间段内压差的变化率;并将重复监测步骤的结果与参考值进行比较。
在事故之后,例如,如果复合构件是车辆的部件,则在该车辆已经参与碰撞之后,可以重复特征步骤。这有助于确定碰撞是否造成了不可见的损伤以及确定是否有必要更换零件。
可以在预设时间段之后重复特征步骤,例如,在复合构件已经使用了预设时间之后。
例如,所述方法可以包括在存储参考值之后并且在重复建立至少一个腔与周围环境压力之间的压差的步骤之前等待至少一天;监测预设时间段内压差的变化率;并将重复监测步骤的结果与参考值进行比较。
或者,所述方法可以包括在存储参考值之后并且在重复建立至少一个腔与周围环境压力之间的压差的步骤之前等待至少一周;监测预设时间段内压差的变化率;并将重复监测步骤的结果与参考值进行比较。
或者,所述方法可包括在存储参考值之后并且在重复建立至少一个腔与周围环境压力之间的压差的步骤之前等待至少一个月;监测预设时间段内压差的变化率;并将重复监测步骤的结果与参考值进行比较。
或者,所述方法可以包括在存储参考值之后并且在重复建立至少一个腔与周围环境压力之间的压差的步骤之前等待至少一年;监测预设时间段内压差的变化率;并将重复监测步骤的结果与参考值进行比较。
可以根据服务时间表重复特征步骤,例如,如果复合构件是车辆的一个部件,则在该车辆行驶了预设的英里数之后。
根据服务时间表,可以不止一次地重复特征步骤。这些选项可用于确定是否随着时间推移已引起不可见的损伤,例如,因疲劳载荷。
参考值可以电子方式存储,例如存储在制造商的数据库中,并且可以通过互联网、内联网等访问。或者,参考值可以手动存储并打印在部件上或附加到部件上。
所述方法可以应用于多个复合构件,并且每个参考值可以与与多个复合构件中的相应一个相关联的唯一ID相关联。
可以将参考值与阈值(例如,第一预设时段内的压力的最大降低,或第一预设时段内的最大平均压力变化率)进行比较,并且如果它超过阈值,则相应的部件可以被拒绝使用。
所述方法可以包括如果参考值超过预设绝对阈值则确定复合构件有缺陷的步骤。
所述方法还可以包括以下步骤:在将监测步骤的结果存储为参考值之后,将复合构件安装为车辆的组成部分,并将参考值存储在与安装该构件的车辆相关联的数据库中。
所述方法可以包括以下步骤:在至少一个腔和周围环境压力之间建立第一压差;监测第一预设时间段内压差的变化率;并允许压差下降;并且,在将复合构件安装到车辆中之前和/或在安装到车辆中之后,将监测步骤的结果存储为参考值。
所述方法还可包括修复或更换包括腔的缺陷部件的步骤;并且在更换/修复后的部件中的至少一个腔与周围环境压力之间建立第一压差;监测第一预设时间段内压差的变化率;并允许压差下降;并将监测步骤的结果存储为新的参考值。
所述方法可以包括用新的参考值替换数据库中的参考值。
实时方法可以包括重复以下步骤:在至少一个腔和周围环境压力之间建立压差;监测预设时间段内压差的变化率;并允许压差下降;然后将重复监测步骤的结果与新的参考值进行比较;如果重复监测步骤的结果与参考值相差超过预设量,则确定复合构件有缺陷。
可以通过将流体泵送到腔中来建立压差。流体可以是空气、水或氦气。
腔可以形成在复合构件中的损坏会对其安全功能造成严重影响的区域。
复合构件可以是汽车车身的部件。
复合构件可以是汽车底盘结构的部件。
或者,优选地,复合构件可以是车轮或车轮的部件,特别是汽车车轮。
所述复合构件可以是除汽车之外的车辆的部件,例如飞机的一部分,例如机翼的肋。或者,复合构件可以是不同的结构,或结构/系统的组件;它甚至可以延伸到复合材料,例如钢筋混凝土,在这种情况下,复合构件可以是桥梁、建筑物、或桥梁或建筑物的部件。
本发明的第二方面提供了一种测试装置,包括用于连接到复合构件的腔的开口的连接器、用于在腔和周围环境之间产生压差的装置、用于感测压差变化的传感器、以及适于实现上述方法(可选地包括其可选特征)的处理器。
附图说明
为了更清楚地理解本发明,现在将仅通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例,附图中:
图1示出了附接到一件测试装置上的复合构件的正视图,该复合构件的内部特征以虚线示出;
图2示出了图1的附接到一件测试装置上的复合构件的透视图,该复合构件的内部特征以虚线示出;
图3显示了用于实施本发明方法的自动测试单元的示意图;及
图4示出了根据本发明实施例的方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示,可通过本发明的方法评估的示例性复合构件1包括主体(在本例中为长方体形式),其是通过常规手段由诸如纤维增强塑料、增强热塑性塑料、碳基复合材料等复合材料形成。在该主体内,形成有腔2。在具体示例中,腔2形成为连接管的网络。这些管被策略性地安置在复合构件中的损伤会对其安全功能造成严重影响的区域附近。
在复合构件1的一个角上,形成有开口3,开口3包括合适的插口(未示出),例如,带有螺纹,测试装置5的管4的例如外螺纹连接器可以连接到该插口中。该测试装置包括与管4相连的压缩机6,管4还设有压力传感器7。压力传感器7示意性地示出为模拟仪表,但实际上,所述方法优选地是自动化的,在此自动化的情况下,压力的测量和流体泵入复合构件1都将由监控单元8进行计算机控制,如图3所示。
监控单元8包括通信单元9,其向压缩机6发送信号并从压力传感器7接收信号(例如通过有线连接、WIFI(RTM)等);处理器10,其处理所接收的来自传感器7和其他输入装置11(例如,诸如鼠标、按钮或触摸屏等用户可致动输入装置,或者根据保存在存储器12中的指令形成的条形码/RFID扫描仪)的信号。处理器10将信息输出到数据库,其可以存储在例如“云”13中。
监控单元8可操作成执行下面描述的方法20,参照图4。
根据图4所示的本发明实施例的方法20,一旦复合构件1形成有空腔,在步骤21,操作者(例如,制造商的质量控制部门的操作者)就将测试装置连接到该复合构件,然后在步骤22,测量部件的泄漏性能。为了测量泄漏性能,处理器10通过通信单元9向压缩机6发送信号以使其将压缩流体(在此情况下为空气)泵送到部件1中,同时处理器10监测由传感器7所感测的部件中的压力,并且一旦达到预设压力P1(由此已经产生腔和周围空气压力之间的压差),处理器10就向压缩机6发送信号,使其停止泵送空气进入复合构件1。然后,测试装置5监测第一预设时间段T1内的压差变化率,当然,精确的变化率可能不是线性的,但是如本文所定义的,压差的变化率应被广义地理解,包括估计的压差平均变化率,其可以通过将预设时间段开始时的预设压力P1减去预设时间段结束时的压力P2,除以预设时间段T1而获得。
然后,在步骤23中,将估计的压差平均变化率与阈值进行比较,如果它超过该阈值-即如果变化率高于阈值,则在步骤24中,拒绝使用该部件。
所述阈值可以取决于环境压力,可以对环境压力进行估算并经由输入装置11(例如,用户可致动输入装置)输入到监控单元8,并且存储在存储器12中,或者当传感器7还没有连接到复合构件时可以由传感器7确定,例如作为启动过程的一部分。根据环境压力改变阈值考虑到了在相同的原始压力P1下对于相同的部件可能发生的压差变化率的差异,因为在环境压力较低的地方(例如,在更高的海拔下)初始差异将更高。
如果在步骤23中确定估计的压差平均变化率不超过阈值(这可以简单地通过将预设时间段结束时的压力P2与阈值压力进行比较来实现,假定所述预设压力和预设时间段是已知的),确定复合构件的泄漏性能满足最小要求并且可以继续进一步处理。
因此,通过断开测试装置5、打开阀门或(最不优选地)只是等待,可允许压差下降。然后,在步骤25,将监测步骤23的结果存储为参考值。当然,可以理解的是存储参考值的方法有很多种-例如,可以存储最终压力值,可以存储压力变化率,或者可以存储更全面的数据集,例如,预设时间段T1、预设压力P1、预设时间段结束时的压力P2和测试进行处的环境压力。
如图4步骤25所示,在将测试结果记录为参考值的同时,可以将序列号(ID号)分配给部件。这可以写入部件上的RFID标签等,或者可以打印并应用到部件上。或者,部件可能已经具有存储在数据库中的序列号,例如存储在内联网或云13中,可以将参考值存储在与该序列号相关联的字段中。
在本发明的本实施例中,在步骤26,将复合构件安装在车辆中(在其他实施例中,复合构件可以承担不同的角色),接下来是可选过程27。在用于车辆,特别是汽车(未示出)的该可选过程中,在步骤26中安装完成之后,在步骤28中,将复合构件1再次连接到测试装置5。
此后,在步骤29中,再次测量部件的泄漏性能。再次执行在安装到车辆中之前执行的相同过程:也就是说,为了测量泄漏性能,处理器10经由通信单元9向压缩机6发送信号以使其泵送压缩流体(在此情况下为空气)进入部件1中,同时处理器10监测由传感器7检测到的部件中的压力,并且一旦达到预设压力P1(由此腔与周围空气压力之间的压差已经生成),处理器10便向压缩机6发送信号,使其停止将空气泵送到复合构件1中。然后,测试装置5监测第一预设时间段T1内的压差变化率。再次,通过将预设时间段开始时的预设压力P1减去预设时间段结束时的压力P3并除以预设时间段T1,可以再次获得变化率。
然后,在用于安装为例如汽车组成部分的复合构件的可选过程27的最后步骤中,于步骤30,记录测试结果并参考车辆以及该部件的序列号。因此,操作者可以例如扫描与车辆相关联的并且具有车辆的VIN和/或与其相关联的内部序列号的RFID标签,或者,测试装置可以设置有适当的传感器作为输入装置11以读取该信息,并且可以将测试结果上载到例如存储在内联网或云13中的数据库中。
在步骤29之后也可以执行图4中未示出的可选过程27中的另一个可选步骤,从而将在步骤29中对安装的部件执行的泄漏检测测试的结果与安装之前在步骤23执行的初始测试的结果进行比较,如果结果相差超过预设量,则确定该部件在安装期间已经损坏并且被拒绝并从车辆移除以便被新部件替换,该新部件将以同样的方式进行测试。
然后将复合构件1投入使用。
如步骤31中所述,基于使用或误用,在复合构件投入使用之后的某个时间,对其进行重新测试。重新测试步骤可以在事故之后(例如,如果复合构件是车辆的部件,则在该车辆发生碰撞、事故、火灾等之后)进行,在预设时间段之后(例如,在复合构件已经使用了预定的时间之后)进行,或者根据服务时间表(例如,特别是如果复合构件是车辆的一个部件,则在该车辆行驶了预设的英里数之后)进行;以最早者为准。
在优选实施例中,使用相同的测试装置5来执行重复测试31并且使用相同的初始压力P1、相同的压差和相同的预设时间段T1。当然,本领域技术人员会意识到,如果使用不同的时间段/压差,则可以对测试进行修改,以预测不同的结果。然而,在该实施例中,使用相同的过程,由此处理器10经由通信单元9向压缩机6发送信号以使其将压缩流体(在此情况下为空气)泵送到构件1中,同时处理器10监测由传感器7检测到的部件中的压力,并且一旦达到预设压力P1(由此腔与周围空气压力之间的压差已经产生),处理器10就向压缩机6发送信号,使其停止将空气泵送到复合构件1中。然后,测试装置5监测在相同的第一预设时段T1内的压差变化率,并通过将预设时间段开始时的预设压力P1减去预设时间段结束时的压力P4并除以预设时间段T1来获得新的结果。
在步骤32,将该重新监测步骤的结果与参考值(即原始值)进行比较。对于安装为组成部分的复合构件的情况,其中完成了可选过程27,与新结果进行比较的原始值或参考值可以是安装之前在步骤25存储的结果,或安装后在步骤30存储的的结果。当然,在理想情况下,这两个原始值应该是相同的。
为了比较结果,处理器从(例如,用户可致动的)输入装置11获得复合构件1的序列号,并从存储在例如云13中的数据库中读取参考值,并从重复步骤31的结果中减去该参考值。然后,在步骤33中,将该减法的结果与阈值量进行比较,如果其小于阈值量,则确定复合构件处于令人满意的状态。
在此情况下,如步骤34所示,该部件保持安装并处于使用状态。流程图返回到步骤31,从而根据服务时间表或直到另一个事件(例如撞车)要求复合构件1被重新测试时,重复测量并与参考值比较的特征步骤被不止一次地重复。
另一方面,如果在步骤33确定从测试值中减去参考值的结果大于预设阈值量,则将复合构件1识别为有缺陷,步骤35确定该部件需要修复或更换。在复合构件1不是组成部分的情况下,这将是最后的步骤,复合构件1将被丢弃或修复,并且经修复后,它将被视为返回到步骤21的新部件。
在本实施例的复合构件是诸如汽车等车辆的组成部分的情况下,在步骤36将新的部件(或经修复的部件)安装到车辆。当然,这个新的/经修复的复合构件1已根据步骤21-26进行过测试,并且已具有对应于其序列号存储的参考值。
然后,以与在可选过程27中进行的类似方式测试新的/经修复的部件,由此,在步骤37中,将复合构件1再次连接到测试装置5。
此后,在步骤38中,再次测量部件的泄漏性能。再次执行在安装到车辆中之前执行的相同过程:也就是说,为了测量泄漏性能,处理器10经由通信单元9向压缩机6发送信号以使其泵送压缩流体(在此情况下为空气)进入部件1,同时处理器10监测由传感器7检测到的部件中的压力,并且一旦达到预设压力P1(由此腔与周围空气压力之间的压差已经产生),处理器10向压缩机6发送信号,使其停止将空气泵送到复合构件1中。然后,测试装置5监测第一预设时间段T1内的压差变化率。通过将预设时间段开始时的预设压力P1减去预设时间段结束时的压力P5并除以预设时间段T1,可以再次获得变化率。
然后,在步骤39,记录测试结果并参考车辆以及部件的序列号。因此,操作者可例如扫描与车辆相关联的并且具有车辆的VIN和/或与其相关联的内部序列号的RFID标签,或者测试装置可以设置有适当的传感器作为输入装置11以读取该信息,并且可以将测试结果上载到存储在例如内联网或云13中的数据库中作为参考值。
在步骤38之后还可以执行图4中未示出的可选过程27中的另一个可选步骤,从而将在步骤38中对安装的部件执行的泄漏检测测试的结果与在安装之前执行的初始测试的结果进行比较,并且如果结果相差超过预设量,则确定该部件在安装期间已经损坏并被拒绝,并从车辆移除以被新部件替换,该新部件将以相同的方式被进行测试。
然后将复合构件1再次投入使用,并且无限期地继续执行步骤31-34的循环测试。
另外,在图4的流程图中没有提到,可以在步骤26安装部件之前,或甚至在步骤21进行测试之前进行进一步的测试,以确保部件中的存在不能被步骤23所执行的测试检测到的损坏(例如,由制造过程中的缺陷而导致的损坏)的区域符合要求。这些测试包括X射线和/或激光错位散斑干涉(laser shearography),两者都是测试复合材料领域的技术人员所熟知的。
如上所述,鉴于在复合构件1中形成的腔2仅用于测试目的,并且流体密封性不是许多复合构件1的基本功能,复合构件1可由本身可渗透的材料形成,因此初始泄漏可有很大的变化。因此,执行后续测试以对照原始流体密封性检查流体密封性,与针对流体密封性的任意阈值检查相比,提供了复合构件是否损坏的更好指示,并且提供了复合构件的结构完整性在原始测试点与重复测试点之间是否已经劣化的更好指示。
上述实施例仅通过示例的方式描述。在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,可以有许多变化。

Claims (38)

1.一种评估复合构件损伤的方法,包括:
a.提供包括至少一个腔的复合构件;
b.在所述至少一个腔和周围环境压力之间建立第一压差;
c.监测第一预设时间段内所述第一压差的变化率;以及
d.通过断开测试装置以允许压差下降,使得所述腔内的压力等于环境压力;
所述方法的特征在于:
e.将监测步骤的结果存储为所述复合构件的参考值;以及
f.重复在所述复合构件的至少一个腔与周围环境压力之间建立压差的步骤;
g.监测预设时间段内所述压差的变化率;
h.通过断开测试装置以允许所述压差下降,使得所述腔内的压力变得等于环境压力;以及
i.将所述复合构件的重复监测步骤的结果与所述复合构件的参考值进行比较;以及
j.如果重复监测步骤的结果与所述参考值相差超过预设量,则确定复合构件有缺陷。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于还包括在初始监测步骤之前对复合构件的可接受性进行一个或多个附加检查。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述第一压差是预设的压差。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤f中重复建立的压差与所述第一压差相同。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤g中重复的预设时间段与所述第一预设时间段相同。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述监测步骤的结果被存储为在所述第一预设时间段之后达到的压差值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述监测步骤的结果被存储为压差的变化率。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括在存储所述参考值之后,并且在重复在所述至少一个腔与所述周围环境压力之间建立压差的步骤之前,将所述复合构件投入有效使用中;监测预设时间段内所述压差的变化率;以及将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在重复在所述至少一个腔与周围环境压力之间建立压差的步骤之前,所述复合构件涉及事故;监测预设时间段内所述压差的变化率;通过断开测试装置以允许所述压差下降;将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较;如果重复监测步骤的结果与所述参考值相差超过预设量,则确定所述复合构件有缺陷。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述复合构件是车辆的部件。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述复合构件是汽车的部件。
12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于所述事故是碰撞。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在重复在所述至少一个腔与周围环境压力之间建立压差的步骤之前,将所述复合构件投入使用预设时间;监测预设时间段内所述压差的变化率;通过断开测试装置以允许所述压差下降;将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较;如果重复监测步骤的结果与参考值相差超过预设量,则确定复合构件有缺陷。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其包括在存储所述参考值之后并且在重复在所述至少一个腔与所述周围环境压力之间建立压差的步骤之前等待至少一天;监测预设时间段内所述压差的变化率;及将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括在存储所述参考值之后并且在重复在所述至少一个腔与所述周围环境压力之间建立压差的步骤之前等待至少一周;监测预设时间段内所述压差的变化率;及将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括在存储所述参考值之后并且在重复在所述至少一个腔与所述周围环境压力之间建立压差的步骤之前等待至少一个月;监测预设时间段内所述压差的变化率;及将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括在存储所述参考值之后并且在重复在所述至少一个腔与所述周围环境压力之间建立压差的步骤之前等待至少一年;监测预设时间段内所述压差的变化率;及将重复监测步骤的结果与所述参考值进行比较。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于根据服务时间表重复步骤f至j。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的方法,其特征在于步骤f至j是在包括所述复合构件的车辆已经行驶了预设英里数之后。
20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于根据服务时间表,步骤f至j重复不止一次。
21.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其还包括以电子方式存储所述参考值的步骤。
22.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括在多个复合构件上进行权利要求1的步骤,以及将每个参考值与所述多个复合构件中的相应一个相关联的唯一ID相关联。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于其还包括将所述参考值与阈值进行比较的步骤,并且如果它超过所述阈值,则拒绝使用相应的复合构件。
24.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括如果所述参考值超过预设绝对阈值则确定所述复合构件有缺陷的步骤。
25.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其还包括以下步骤:在将监测步骤的结果存储为参考值之后,将所述复合构件安装为车辆的组成部分,及将所述参考值存储在与安装所述复合构件的车辆相关联的数据库中。
26.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其包括以下步骤:在所述至少一个腔与周围环境压力之间建立第一压差;监测第一预设时间段内所述第一压差的变化率;并通过断开测试装置以允许所述第一压差下降;以及,在将所述复合构件安装到车辆中之前和/或安装到车辆中之后,将监测步骤的结果存储为参考值。
27.根据权利要求1所述的方法,其特征在于其还包括以下步骤:修复或更换包括腔的有缺陷的复合构件;以及在更换/修复后的复合构件中的至少一个腔与周围环境压力之间建立第一压差;监测第一预设时间段内所述第一压差的变化率;并通过断开测试装置以允许所述第一压差下降;以及将监测步骤的结果存储为新的参考值。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于其还包括用所述新的参考值替换数据库中的现有参考值。
29.根据权利要求27或28所述的方法,其特征在于其还包括重复以下步骤:在所述至少一个腔和周围环境压力之间建立压差;监测预设时间段内所述压差的变化率;并通过断开测试装置以允许所述压差下降;然后将重复监测步骤的结果与所述新的参考值进行比较;如果重复监测步骤的结果与所述新的参考值相差超过预设量,则确定所述复合构件有缺陷。
30.根据权利要求1所述的方法,其特征在于通过向所述腔泵送流体来建立所述压差。
31.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述腔形成在所述复合构件的损坏会对其安全功能造成严重影响的区域中。
32.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述复合构件包括汽车车身的部件。
33.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述复合构件包括汽车底盘结构的部件。
34.根据权利要求2所述的方法,其特征在于通过X射线和/或激光错位散斑干涉对所述复合构件的可接受性进行附加检查。
35.根据权利要求2所述的方法,其特征在于通过在所述至少一个腔和周围环境压力之间建立第一压差时测量压力增加速率来执行对所述复合构件的可接受性的附加检查。
36.根据权利要求35所述的方法,其特征在于其包括将初始监测步骤时建立的第一压差的压力增加速率与先前建立的所述附加检查时建立的第一压差的压力增加速率的参考值进行比较。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于其包括当压缩流体被引入复合构件以建立所述附加检查的第一压差时,通过监测预设时间段内的压力增加速率来建立压力增加速率的参考值。
38.一种测试装置,其特征在于其包括用于连接到复合构件的腔的开口的连接器、用于在所述腔和周围环境之间产生压差的装置、用于感测压差变化的传感器、以及适用于实施权利要求1至37中任一项方法的处理器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115266374B (zh) * 2022-07-14 2023-09-19 青岛神盾防水科技有限公司 一种高密度聚乙烯双壁波纹管性能检测装置及其检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361622A (en) * 1993-09-09 1994-11-08 The Shafer Valve Company Device and method for detection of leaks in pressurized fluid vessels
CN1469996A (zh) * 2000-09-08 2004-01-21 �ṹ���ϵͳ���޹�˾ 监测元件和结构的完整性的方法和装置
CN102753961A (zh) * 2009-10-19 2012-10-24 应用纳米结构方案公司 损伤感测复合结构
CN203838126U (zh) * 2014-04-24 2014-09-17 中华人民共和国南通出入境检验检疫局 一种复合结构超声波探伤对比试块
CN104748991A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 波音公司 复合结构损伤的检测和评估
CN105358952A (zh) * 2013-05-06 2016-02-24 荷语布鲁塞尔自由大学 有效的结构健康监测

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50104080A (zh) * 1974-01-16 1975-08-16
US4012944A (en) * 1974-12-09 1977-03-22 Shafer Valve Company Electronic fluid pipeline leak detector and method
EP0313678B1 (de) * 1987-10-28 1992-06-17 Martin Lehmann Verfahren und Anordnung zur Dichteprüfung eines Hohlkörpers sowie Verwendung des Verfahrens
IL90173A (en) * 1988-05-25 1991-06-10 Eaton Corp Method and system for detecting tire leakages
GB9403184D0 (en) * 1994-02-18 1994-04-06 Boc Group Plc Methods and apparatus for leak testing
US5438861A (en) * 1994-07-19 1995-08-08 Carter-Wallace, Inc. Apparatus and method for testing for holes in a prophylactic device
AUPQ726600A0 (en) * 2000-05-03 2000-05-25 Structural Monitoring Systems Ltd System and method for continuous monitoring of the structural integrity of a component or structure
JP4377642B2 (ja) 2003-09-26 2009-12-02 富士重工業株式会社 構造用複合材料の損傷探知システム
US6935163B2 (en) 2003-11-20 2005-08-30 Stewart Ergonomics, Inc. Method for testing parts for leaks
EP2008081B1 (en) * 2006-03-16 2019-05-08 Structural Monitoring Systems Ltd Method for monitoring for cracking in a component
EP2080008A4 (en) 2006-04-04 2012-01-04 Structural Monitoring Sys Ltd METHOD FOR DETECTING DAMAGE PRODUCED BY IMPACT IN A STRUCTURE
EP2044417A4 (en) * 2006-04-04 2015-06-24 Structural Monitoring Sys Ltd METHOD FOR DETECTING SEPARATION IN A STRUCTURE
JP4614978B2 (ja) * 2007-02-08 2011-01-19 トヨタ自動車株式会社 高圧水素容器用シール材料及び高圧水素容器
DE102007014160B4 (de) * 2007-03-23 2012-02-23 Airbus Operations Gmbh System und Verfahren zum Überwachen des Zustands von Strukturbauteilen
JP2009216133A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Toyota Motor Corp ガス容器及びそのガス容器のガス抜き孔形成方法
DE102008021248A1 (de) 2008-04-28 2009-11-05 Universität Bremen Verfahren zum Bestimmen von viskoelastischen Kennwerten eines Faserverbundwerkstoffes
JP5044494B2 (ja) 2008-07-15 2012-10-10 トキコテクノ株式会社 二重殻タンクの漏洩検査装置
US8413485B2 (en) * 2009-07-17 2013-04-09 Airbus Operations Gmbh Detection method and detection device for detecting core defects and delaminations in sandwich structures
KR200449764Y1 (ko) * 2010-04-01 2010-08-06 임귀당 진공 리크 테스트 장치
KR101100675B1 (ko) 2010-05-04 2012-01-03 한국에너지기술연구원 Dwt를 이용한 복합재료의 손상 감지 방법
GB2488123A (en) 2011-02-15 2012-08-22 Vestas Wind Sys As System and method for detecting damage to a wind turbine blade
CN102692429B (zh) 2011-03-24 2013-10-30 中国科学院沈阳自动化研究所 一种复合材料内部缺陷类型自动识别检测方法
CA2858866A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Concordia University Method and system for detecting and locating damages in composite structures
FR2990236B1 (fr) 2012-05-07 2014-04-25 Eurocopter France Dispositif de controle par depressurisation de l'etancheite d'une boite de transmission d'un giravion
KR101404034B1 (ko) 2012-09-10 2014-06-11 한국항공우주연구원 광발광 입자를 함유하는 섬유강화 복합재 구조물, 이의 제조방법 및 이의 외부충격 손상 감지방법
JP5881630B2 (ja) 2013-02-04 2016-03-09 オリンパス株式会社 内視鏡漏洩検査装置、内視鏡漏洩検査方法
DE102013103773B3 (de) 2013-04-15 2014-06-12 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch den Präsidenten der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Nachweisverfahren einer Rissbildung in intransparenten Verbundstrukturen durch optische Auswertung der Rissbildung in einer transparenten Indikatorschicht zur Zustandsüberwachung, zugehörige Vorrichtung und Kit
JP2016096319A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 ファナック株式会社 レーザガスの供給配管の気密性を検査する機能を備えたガスレーザ装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5361622A (en) * 1993-09-09 1994-11-08 The Shafer Valve Company Device and method for detection of leaks in pressurized fluid vessels
CN1469996A (zh) * 2000-09-08 2004-01-21 �ṹ���ϵͳ���޹�˾ 监测元件和结构的完整性的方法和装置
CN102753961A (zh) * 2009-10-19 2012-10-24 应用纳米结构方案公司 损伤感测复合结构
CN105358952A (zh) * 2013-05-06 2016-02-24 荷语布鲁塞尔自由大学 有效的结构健康监测
CN104748991A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 波音公司 复合结构损伤的检测和评估
CN203838126U (zh) * 2014-04-24 2014-09-17 中华人民共和国南通出入境检验检疫局 一种复合结构超声波探伤对比试块

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Publication number Publication date
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US11402291B2 (en) 2022-08-02
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