RU2644613C2 - Связанная конструкция и способ детектирования связывания - Google Patents

Связанная конструкция и способ детектирования связывания Download PDF

Info

Publication number
RU2644613C2
RU2644613C2 RU2015143136A RU2015143136A RU2644613C2 RU 2644613 C2 RU2644613 C2 RU 2644613C2 RU 2015143136 A RU2015143136 A RU 2015143136A RU 2015143136 A RU2015143136 A RU 2015143136A RU 2644613 C2 RU2644613 C2 RU 2644613C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adhesive
optical fiber
elements
pressure
optical
Prior art date
Application number
RU2015143136A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015143136A (ru
Inventor
Нодзоми САЙТО
Такаюки СИМИДЗУ
Тосио АБЭ
Нобуо ТАКЭДА
Сю МИНАКУТИ
Кэйго УХИРА
Original Assignee
Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд.
Де Юниверсити Оф Токио
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд., Де Юниверсити Оф Токио filed Critical Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд.
Publication of RU2015143136A publication Critical patent/RU2015143136A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2644613C2 publication Critical patent/RU2644613C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/02—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
    • B32B3/08—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions characterised by added members at particular parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
    • G01D5/35341—Sensor working in transmission
    • G01D5/35351—Sensor working in transmission using other means to detect the measured quantity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means
    • G01L11/025—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means using a pressure-sensitive optical fibre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/42—Polarizing, birefringent, filtering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/18—Aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/23—Bi-refringence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides
    • G01N2201/088—Using a sensor fibre

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к способу и устройству для определения состояния связывания. Связанная конструкция содержит первый и второй слоистый адгезив, связывающий вместе первый и второй слоистые элементы и оптоволокно, зажатое между первым и вторым слоистыми элементами. В момент, когда к оптоволокну прикладывают давление только в заданном направлении, форма поперечного сечения оптоволокна изменяется на эллиптическую форму, так что имеет место двойное лучепреломление, при этом форма оптического спектра изменяется с образованием множества пиков (например, двух). Оптоволокно используют в качестве датчика для детектирования состояния связывания между первым и вторым слоистыми элементами на основе этого двойного лучепреломления. Технический результат – определение состояния связывания слоистых элементом между собой. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Данное изобретение относится к связанным конструкциям и способам детектирования состояния связывания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Обычно углеволокнистые композиты используют, например, в конструкциях самолетов, в которых требуется уменьшение веса.
В качестве способа мониторинга отверждения полимера углеволокнистого композита применяется способ, в котором используется оптоволокно, содержащее расположенный внутри датчик на основе дифракционной решетки, как описано в патентной литературе 1.
[0003] Как правило, элементы, такие как углеволокнистые композиты, соединяют вместе с использованием крепежных средств, таких как заклепки или болты.
[0004] При соединении элементов вместе, хотя оптимальным является использование адгезива с точки зрения уменьшения веса, эффективности работы и т.д., для этого требуется оценка качества связывания. Оценку качества связывания выполняют, например, посредством испытания ультразвуком после соединения вместе элементов с использованием адгезива.
Патентная литература
[0005] PTL 1 Перевод на японский язык международной патентной заявки РСТ 2000-501176.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Однако в случае испытания ультразвуком, хотя можно детектировать наличие пустоты в слое адгезива или такой дефект, как отделение элемента, не представляется возможным оценить прочность связывания. Это обусловлено тем, что прочность связывания зависит от таких факторов, как давление, приложенное к элементам в течение связывания, однако в течение испытания ультразвуком невозможно контролировать давление. Кроме того, испытание ультразвуком требует времени и труда, а также требует наличия аттестованного инспектора контроля качества.
Кроме того, в случае, когда элементы выполнены, например, из углеволокнистых композитов, данные элементы связывают вместе в течение формовки в автоклаве. В течение формовки в автоклаве, хотя при этом проводят измерение давления в автоклаве и давления в мешке, измерение давления в самом участке связывания не выполняют.
[0007] С учетом этих фактов в случае соединения элементов вместе посредством связывания, расчет конструкций выполняют с обеспечением значительного запаса прочности или используют крепежные детали для соединения вместо связывания адгезивом в участках, в которых требуется запас прочности.
[0008] Данное изобретение было выполнено с учетом этого обстоятельства, при этом задачей данного изобретения является создание связанной конструкции и способа детектирования состояния связывания, которые обеспечивают возможность детектировать, связаны ли эти элементы вместе надлежащим образом.
[0009] С целью решения рассмотренной выше проблемы в связанной конструкции и способе детектирования состояния связывания в соответствии с данным изобретением используются нижеследующие технические решения.
[0010] Связанная конструкция в соответствии с первым аспектом данного изобретения содержит первый элемент, второй элемент, адгезив, связывающий вместе первый элемент и второй элемент и оптоволокно, размещенное между первым элементом и вторым элементом, при этом состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектируют на основе двойного лучепреломления оптоволокна.
[0011] В этой конфигурации первый элемент и второй элемент связывают вместе с использованием адгезива. Первый элемент и второй элемент связывают вместе за счет приложения к ним соответствующего давления при размещенном между ними адгезиве. Оптоволокно, размещенное между первым элементом и вторым элементом, используют для детектирования состояния связывания между первым элементом и вторым элементом на основе двойного лучепреломления.
[0012] Когда к оптоволокну не приложено давление, оптический спектр имеет лишь один пик. С другой стороны, когда давление приложено к оптоволокну только в заданном направлении, форма поперечного сечения оптоволокна, имеющая первоначально круговую форму, деформируется и принимает, например, эллиптическую форму (уплощенную круговую форму или вытянутую круговую форму), так что форма оптического спектра изменяется с образованием множества пиков (например, двух). Это называется двойным лучепреломлением оптоволокна, при этом оптоволокно используют в качестве датчика давления.
[0013] То есть, когда первый элемент и второй элемент связывают вместе посредством соответствующего приложения давления, давление прикладывают к оптоволокну в двух направлениях, соотнесенных с первым элементом и вторым элементом. Соответственно, оптический спектр оптоволокна показывает множество пиков, обусловленных двойным лучепреломлением. Состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектируют, посредством использования оптоволокна в качестве датчика давления, как описано выше.
[0014] Как описано выше, в этой конфигурации, поскольку состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектируют на основе двойного лучепреломления оптоволокна, можно детектировать, связаны ли эти элементы вместе надлежащим образом.
[0015] В первом аспекте первый элемент и второй элемент предпочтительно являются слоистыми элементами из углеволокнистых композитов, при этом состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектируют на основе двойного лучепреломления оптоволокна в случае, когда первый элемент и второй элемент связывают вместе с использованием устройства создания избыточного давления.
[0016] В этой конфигурации можно определять, связаны ли элементы вместе надлежащим образом в случае, когда в качестве элементов связывают вместе слоистые элементы из углеволокнистых композитов.
[0017] В первом аспекте первый элемент и второй элемент, зажимающие между ними адгезив и оптоволокно, предпочтительно покрывают мешком и устанавливают давление внутри мешка меньше атмосферного давления, при этом состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектируют на основе двойного лучепреломления оптоволокна при приложении давления внутри автоклава.
[0018] В этой конфигурации можно определять более точно, связаны ли элементы вместе надлежащим образом в случае, когда в качестве элементов связывают вместе слоистые элементы из углеволокнистых композитов.
[0019] В первом аспекте предпочтительно между оптоволокном и по меньшей мере одним из первого или второго элемента вставлен твердый предмет.
[0020] В этой конфигурации можно определять, связаны ли эти элементы вместе надлежащим образом, даже когда элементы еще не были связаны вместе или их связывают вместе.
[0021] В первом аспекте между оптоволокном и адгезивом предпочтительно вставлен твердый предмет.
[0022] В этой конфигурации можно определять более точно, связаны ли эти элементы вместе надлежащим образом, даже когда элементы еще не были связаны вместе или их связывают вместе.
[0023] В первом аспекте твердый предмет предпочтительно образован посредством отверждения адгезива того же типа, что и данный адгезив.
[0024] В этой конфигурации, поскольку твердый предмет и адгезив объединяют в процессе связывания связанной конструкции, твердый предмет не становится посторонним включением в связанной конструкции.
[0025] Способ детектирования состояния связывания в соответствии со вторым аспектом данного изобретения включает в себя первый этап связывания вместе первого элемента и второго элемента посредством использования адгезива с оптоволокном, размещенным между ними, и второй этап детектирования состояния связывания между первым элементом и вторым элементом на основе двойного лучепреломления оптоволокна.
[0026] В соответствии с данным изобретением основное преимущество заключается в том, что можно определять, связаны ли элементы вместе надлежащим образом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0027] Фиг. 1 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии связанной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 2 представляет собой схематический вид в плане устройства измерения и диагностики в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 3 представляет собой схематический вид оптического спектра в случае, когда давление не приложено к оптоволокну, в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 4 представляет собой схематический вид оптического спектра в случае, когда давление приложено к оптоволокну, в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 5 представляет собой график изменения формы оптического спектра оптоволокна в процессе, когда слоистые элементы, которые должны быть связаны в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, были закрыты мешком, при этом давление внутри мешка было установлено меньше атмосферного давления, а внутри автоклава давление и температура были увеличены.
Фиг. 6 представляет собой график изменения формы оптического спектра оптоволокна в процессе, когда слоистые элементы, которые должны быть связаны в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, не были закрыты мешком, при этом внутри автоклава давление и температура были увеличены.
Фиг. 7 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии связанной конструкции в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 8 представляет собой покомпонентный вид вертикального поперечного сечения связанной конструкции в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 9 представляет собой схематическую иллюстрацию процесса связывания связанной конструкции в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 10 представляет собой график, показывающий изменения величины неосесимметричных деформаций оптоволокон в начальном процессе создания избыточного давления в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 11 представляет собой график, показывающий изменения величины неосесимметричных деформаций оптоволокон в процессе нагревания и охлаждения в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 12 представляет собой вид в вертикальном разрезе связанной конструкции в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 13 представляет собой вид в вертикальном разрезе связанной конструкции в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0028] Ниже со ссылками на чертежи приведено описание варианта осуществления связанной конструкции и способ детектирования состояния связывания в соответствии сданным изобретением.
[0029] Первый вариант осуществления изобретения
Ниже приведено описание первого варианта осуществления данного изобретения.
[0030] Фиг. 1 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии связанной конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления. В первом варианте осуществления, например, связанные элементы являются слоистыми элементами из углеволокнистых композитов. Кроме того, например, множество связанных конструкций 10 объединяют с целью использования в качестве конструктивных элементов самолетов, автомобилей, ветряных установок и т.д.
[0031] Связанная конструкция 10 содержит слоистый элемент 12А, слоистый элемент 12 В, адгезив 14, связывающий вместе слоистый элемент 12А и слоистый элемент 12В, и оптоволокно 16, размещенное между слоистым элементом 12А и слоистым элементом 12В. Оптоволокно 16 используют в качестве датчика (оптоволоконного датчика) для детектирования состояния связывания между слоистым элементом 12А и слоистым элементом 12 В на основе двойного лучепреломления. Например, оптоволокно 16 является одномодовым волокном с диаметром оболочки 125 мкм и круговым поперечным сечением.
[0032] Адгезив 14 выполнен, например, в виде связывающего слоя. Хотя здесь отсутствует конкретное ограничение, касающееся типа адгезива 14, тем не менее, может использоваться, например, адгезив на основе эпоксидного полимера.
Перед связыванием вместе слоистых элементов 12А и 12В с помощью адгезива 14 по меньшей мере один из них отверждается.
Кроме того, хотя плоские формы слоистых элементов 12А и 12В, показанные на фиг. 1, являются прямоугольными, тем не менее, они показаны просто в качестве примера, при этом плоские формы слоистых элементов 12А и 12В не ограничиваются прямоугольными формами. Кроме того, формы слоистых элементов 12А и 12В не обязательно должны быть плоскими формами.
[0033] Оптоволокно 16, показанное на фиг. 1, многократно изогнуто, при этом входной конец 16А светового потока и выходной конец 16В светового потока оптоволокна выступают из одних и тех же сторон слоистых элементов 12А и 12В. Однако такое решение является просто примером. Оптоволокно 16 не обязательно должно быть размещено в изогнутой форме, при этом входной конец 16А светового потока и выходной конец 16В светового потока могут выступать с разных сторон слоистых элементов 12А и 12В. Кроме того, световой поток может входить и выходить из одного и того же конца оптоволокна 16.
Кроме того, хотя показанное на фиг. 1 оптоволокно 16 размещено между слоистым элементом 12А и слоистым элементом 12В для его встраивания в адгезив 14, это решение не является ограничительным, при этом оптоволокно 16 не обязательно должно быть встроено в адгезив.
[0034] Кроме того, как показано на фиг. 2, входной конец 16А и выходной конец 16В оптоволокна 16 по отдельности присоединены к устройству 22 измерения и диагностики с помощью соединителей 20. Устройство 22 измерения и диагностики принимает световой поток, имеющий заданную длину волны, из входного конца 16А оптоволокна 16, и детектирует световой поток, прошедший через оптоволокно 16, на выходном конце 16 В для получения оптического спектра.
[0035] Слоистые элементы 12А и 12В связывают вместе посредством приложения к ним давления с размещенным между ними адгезивом 14. Когда к слоистым элементам 12А и 12В прикладывают давление, то давление также прикладывают к оптоволокну 16.
[0036] Когда к оптоволокну 16 не прикладывают давление, оптический спектр имеет лишь один пик, как показано на фиг. 3. С другой стороны, когда к оптоволокну 16 прикладывают давление только в заданном направлении, то поперечное сечение оптоволокна 16, имеющее первоначально круговую форму, деформируется и принимает, например, эллиптическую форму (уплощенную круговую форму или вытянутую круговую форму), как показано на фиг. 4. Таким образом, форма оптического спектра изменяется с образованием множества (например, двух) пиков. Это называется двойным лучепреломлением оптоволокна 16.
[0037] То есть, когда слоистые элементы 12А и 12В связаны вместе посредством соответствующего приложения давления, давление прикладывают к оптоволокну 16 в двух направлениях, относящихся к слоистым элементам 12А и 12В, при этом оптический спектр оптоволокна 16 имеет множество пиков, обусловленных двойным лучепреломлением. Посредством использования оптоволокна 16 в качестве датчика давления, как изложено выше, становится возможным детектировать состояние связывания между слоистыми элементами 12А и 12В.
[0038] В первом варианте осуществления, в котором связанные элементы являются слоистыми элементами 12А и 12В из углеволокнистых композитов, когда слоистые элементы 12А и 12В связывают вместе посредством использования устройства создания избыточного давления (например, автоклава в первом варианте осуществления), состояние связывания детектируют на основе двойного лучепреломления оптоволокна 16. Таким образом, в первом варианте осуществления можно детектировать, связаны ли элементы вместе надлежащим образом, когда в качестве элементов связывают вместе слоистые элементы 12А и 12В из углеволокнистых композитов.
[0039] Ниже со ссылками на фиг. 5 и 6 описаны результаты испытания первого варианта осуществления.
Фиг. 5 и 6 показывают результаты испытания, в которых неотвержденный адгезив 14 был размещен между слоистыми элементами 12А и 12В, а оптоволокно 16 было встроено между адгезивом 14, слоистым элементом 12А и слоистым элементом 12В.
[0040] Фиг. 5 представляет собой график, показывающий изменения оптического спектра оптоволокна 16 в процессе, в котором слоистые элементы 12А и 12В были закрыты мешком, имеющим внутреннее давление ниже атмосферного давления (вакуум), при этом внутри автоклава давление и температура были увеличены.
[0041] Как показано на фиг. 5, до приложения давления внутри автоклава в оптическом спектре имелся лишь один пик. При приложении давления пик в оптическом спектре уменьшился и разделился на два, а после приложения давления в оптическом спектре проявились два пика. Два пика указывают на то, что форма поперечного сечения оптоволокна 16, которая изначально была круговой, деформировалась и изменилась на эллиптическую форму вследствие приложенного к оптоволокну 16 давления, что привело в результате к двойному лучепреломлению. То есть пики указывают на то, что к слоистым элементам 12А и 12В было приложено давление.
На фиг. 5 показано, что положение пика смещается к более высоким частотам в процессе до, в течение и после создания избыточного давления. Это обусловлено тем, что вследствие создания избыточного давления возросла температура связанной конструкции 10.
[0042] Затем на следующем этапе температура увеличивалась. В соответствии с фиг. 5 температура была более высокой в течение увеличения_2 температуры, чем в течение увеличения_1 температуры.
В то время как температура увеличивалась, пик оптического спектра сходился обратно к одному пику. Это обусловлено тем, что вязкость адгезива 14 уменьшилась вследствие увеличения температуры, так что неосесимметричное давление, приложенное к оптоволокну 16 лишь в заданном направлении, уменьшилось, при этом деформация формы поперечного сечения оптоволокна 16 частично ослабела. Даже когда давление, приложенное к оптоволокну 16, уменьшилось, на слоистых элементах 12А и 12В сохранилось давление, необходимое для связывания.
[0043] Затем после увеличения температуры происходило отверждение адгезива 14 и связывание вместе слоистых элементов 12А и 12В.
[0044] С другой стороны, фиг. 6 показывает изменения оптического спектра оптоволокна 16 в процессе, когда слоистые элементы 12А и 12В не были закрыты мешком, а давление и температура внутри автоклава повышались. То есть к слоистым элементам 12А и 12В было приложено гидростатическое давление.
[0045] Как показано на фиг. 6, форма оптического спектра существенно не изменилась и осталась прежней перед и после приложения давления внутри автоклава без разделения пика на два пика.
Кроме того, даже в течение увеличения температуры форма оптического спектра не изменялась за исключением того, что положение пика сместилось к более высоким частотам.
Это обстоятельство указывает на то, что при гидростатическом давлении не было приложено достаточное давление к слоистым элементам 12А и 12В, необходимое для связывания, вследствие наличия в адгезиве 14 пустот и т.д.
[0046] Результаты, изображенные на фиг. 5 и 6, наглядно показывают, что для связывания конструкции 10 по первому варианту осуществления предпочтительно покрывать мешком слоистые элементы 12А и 12В, зажимающие адгезив 14 и оптоволокно 16, а затем уменьшать давление внутри мешка до значения, меньшего атмосферного давления, и детектировать состояние связывания слоистых элементов 12А и 12В на основе двойного лучепреломления оптоволокна 16 при приложении давления внутри автоклава.
[0047] В стандартном процессе изготовления выполняют вакуумную откачку мешка и поддерживают его в этом состоянии до тех пор, пока не закончится формование, или выполняют вакуумную откачку и открывают мешок в атмосферу, когда давление становится равным 1 атм или выше. Кроме того, автоклав открывают в атмосферу, когда адгезива 14 отверждается, начинается охлаждение и температура становится равной 60°С или ниже.
[0048] С другой стороны, при испытании первого варианта осуществления, показанного на фиг. 5, после выполнения вакуумной откачки из внутренней части мешка, мешок открыли в атмосферу перед началом охлаждения после отверждения адгезива 14. Кроме того, автоклав открыли в атмосферу перед началом охлаждения после отверждения адгезива 14.
Соответственно, к слоистым элементам 12А и 12 В непрерывно прикладывали давление до тех пор, пока не произошло отверждение адгезива 14, так что связывание слоистых элементов 12А и 12В вместе происходило более надежным образом.
[0049] Кроме того, было подтверждено, что если охлаждение начинали при некотором приложенном давлении, то форма поперечного сечения оптоволокна 16 снова изменялась до эллиптической формы, что приводило в результате к двойному лучепреломлению. В соответствии с этим явлением в оптическом спектре снова возникало множество пиков (два). Посредством использования этого явления можно объединять множество связанных конструкций 10, например, с целью использования в качестве конструктивного элемента самолета и для детектирования состояния отделения слоистых элементов 12А и 12В в реальном времени посредством измерения оптического спектра даже во время полета самолета. Это обусловлено тем, что когда слоистые элементы 12А и 12В отделяются друг от друга, частично устраняется изменение формы поперечного сечения оптоволокна 16, так что оптический спектр имеет только один пик.
[0050] Второй вариант осуществления изобретения.
Ниже приведено описание второго варианта осуществления данного изобретения.
[0051] Фиг. 7 представляет собой покомпонентный вид в аксонометрии связанной конструкции 10 в соответствии со вторым вариантом осуществления. Фиг. 8 представляет собой покомпонентный вид в вертикальном разрезе связанной конструкции 10 в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Как показано на фиг. 7 и 8, в связанной конструкции 10 в соответствии со вторым вариантом осуществления твердые элементы 30, являющиеся твердыми предметами, вставлены между оптоволокном 16 и по меньшей мере одним из слоистого элемента 12А или слоистого элемента 12В.
[0052] Пример, показанный на фиг. 7 и 8, представляет собой конфигурацию для проведения испытания и измерения различия в изменениях формы оптического спектра в зависимости от наличия или отсутствия твердых элементов 30, которые рассмотрены ниже. При этом использовались оптоволокно 16_1 без соответствующего вставленного твердого элемента 30 и оптоволокна 16_2 и 16_3, с соответствующими вставленными твердыми элементами 30. Кроме того, для измерения температуры в окрестности каждого из оптоволокон 16 на верхней поверхности слоистого элемента 12А расположен датчик 32 температуры для каждого оптоволокна 16. Датчик температуры 32 является, например, термопарой.
[0053] Твердый элемент 30 вставлен между оптоволокном 16_2 и слоистым элементом 12В. Кроме того твердый элемент 30 вставлен между оптоволокном 16_3 и адгезивом 14.
[0054] Например, твердые элементы 30 выполнены из отвержденного адгезива, к примерам которого относятся адгезивы с химическим твердением, с термическим твердением и термопластичные адгезивы.
Адгезив с химическим твердением является адгезивом, реакция отверждения которого протекает, например, когда смешивают вместе две жидкости, а именно, основной реагент и отверждающий реагент. Примером такого адгезива является ЕА9394 от компании Henkel.
Адгезив с термическим твердением является адгезивом, реакция отверждения которого протекает, когда к адгезиву извне подводят тепло. Примером такого адгезива является FM300-2 от компании Cytec.
Термопластичный адгезив является адгезивом, реакция отверждения которого протекает в результате реакции полимеризации, возникающей вследствие подведения тепла к адгезиву, а затем рассеивания тепла. Примером такого адгезива является полимер PPS (полифенилсульфидный полимер).
Кроме того в качестве твердого элемента 30 могут использоваться регулировочные прокладки, такие как неотверждаемые препреги, используемые для регулирования зазоров в участках связывания.
[0055] Во втором варианте осуществления в качестве примера твердых элементов 30 был использован элемент, образованный посредством отверждения вышеупомянутого адгезива FM300-2 от компании Cytec. Во втором варианте осуществления, например в качестве адгезива 14, также был использован адгезив FM300-2 от компании Cytec.
Поскольку твердые элементы 30 выполнены посредством отверждения адгезива того же типа, что и адгезив 14, как описано выше, так, чтобы твердые элементы 30 и адгезив 14 объединились (ассимилировали) в процессе связывания связанной конструкции 10, то твердые элементы 30 не становятся посторонними включениями в связанной конструкции 10, при этом прочность в окрестности участков, в которые вставлены твердые элементы 30, не снижается.
Кроме того, выбор из адгезивов с химическим твердением, с термическим твердением, термопластичных адгезивов и адгезивов других типов, которые являются пригодными для использования в качестве твердых элементов 30, зависит от формы твердых элементов 30, типа используемого адгезива 14 и т.д.
[0056] Кроме того, например, твердые элементы 30 выполнены в форме пластины с размером 20 × 5 мм, при этом направление их длины выровнено с направлениями оптоволокон 16. Твердые элементы 30 не обязательно должны быть вставлены совместно со всеми оптоволокнами 16, так как достаточно вставить твердые элементы 30 в зоны, связанные с чувствительными участками оптоволокон 16. Форма твердых элементов 30 не обязательно должна быть прямоугольной формой, она может быть квадратной, многоугольной, отличной от прямоугольной формы, круговой формой и т.д. Кроме того, толщину твердых элементов 30 выбирают так, что полная толщина оптоволокон 16 и твердых элементов 30 меньше толщины связывающего слоя, образованного из адгезива 14.
[0057] Фиг. 9 представляет собой схематическую иллюстрацию процесса связывания связанной конструкции 10.
Прежде всего, для образования связанной конструкции 10, слоистый элемент 12А, адгезив 14, оптоволокна 16 и слоистый элемент 12В складывают в перечисленном порядке (фиг. 9(a)).
Затем ламинированный блок покрывают мешком 40 (фиг. 9(b)).
После этого выполняют вакуумную откачку из внутренней части мешка 40, устанавливая внутреннее давление меньше атмосферного давления (фиг. 9(c)), при этом между внутренней и наружной частью мешка 40 возникает перепад давления, равный приблизительно 1 атм.
Затем снаружи к мешку 40 прикладывают заданное давление (создание давления автоклавом) (фиг. 9(d)). Это приводит к перепаду давления между внутренней и наружной частью мешка 40, которое превышает величину приблизительно 1 атм.
После этого снаружи мешка 40 подводят тепло при заданной температуре (нагрев автоклавом) (фиг. 9(e)).
Затем после охлаждения в течение заданного периода времени завершают отверждение адгезива 14 с формированием тем самым связанной конструкции 10 (фиг. 9(f)).
[0058] Фиг. 10 представляет собой график, показывающий изменения величины неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_1, 16_2 и 16_3 в начальном процессе создания избыточного давления. Начальный процесс создания избыточного давления относится к процессу, показанному на фиг. 9(c) и (d). Величина неосесимметричных деформаций относится к величине деформаций с образованием эллиптических форм, вызванных созданием избыточного давления оптоволокон 16, при этом данная величина получена на основании формы оптического спектра.
На фиг. 10 вертикальная ось относится к перепаду давления между внутренней и наружной частью мешка 40, температуре и величине неосесимметричных деформаций, а горизонтальная ось относится к времени. Значение 0 атм по вертикальной оси соответствует случаю, когда давление внутри мешка 40 было равно атмосферному давлению, при этом снаружи давление не было приложено.
Кроме того, отсутствовали значительные различия между температурами, измеряемыми датчиками 30 температуры, связанными с оптоволокнами 16_1, 16_2 и 16_3, и теми же температурами, которые существенно изменились по прошествии времени.
[0059] Участок А на фиг. 10 соответствует случаю, когда была выполнена вакуумная откачка из внутренней части мешка 40, фиг. 9(c), при этом величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 увеличилась, когда давление было изменено до 1 атм. Величина неосесимметричных деформаций на участке А имеет пик на начальном этапе. Причина этого заключается в нижеследующем. Когда к оптоволокнам 16_2 и 16_3 было приложено давление, то хотя величина неосесимметричных деформаций становится максимальной на начальном этапе, поскольку оптоволокна 16_2 и 16_3 под действием давления проникают в твердые элементы 30, тем не менее, усилие, приложенное к оптоволокнам 16_2 и 16_3, было частично ослаблено, при этом величина неосесимметричных деформаций уменьшилась.
[0060] Участок В соответствует случаю, когда внутренняя часть мешка 30, находившаяся в состоянии разрежения, была открыта, соответственно, были ослаблены неосесимметричные деформации оптоволокон 16_2 и 16_3. Участок В был выделен экспериментально для измерения неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3, при этом в фактическом начальном процессе создания избыточного давления вышеуказанная операция не выполнялась.
[0061] Участок С соответствует случаю, когда была продолжена вакуумная откачка из внутренней части мешка 40, при которой величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 увеличилась, аналогично участку А.
Для обоих участков А и С чувствительность оптоволокна 16_3, совместно с которым был вставлен твердый элемент 30 в зазор с адгезивом 14, была выше, чем чувствительность оптоволокна 16_2, совместно с которым был вставлен твердый элемент 30 в зазор со слоистым элементом 12В.
Таким образом, представляется предпочтительным вставлять твердые элементы 30 между оптоволокнами 16 и адгезивом 14. Посредством этого обеспечивается возможность более точного определять, связаны ли элементы вместе надлежащим образом даже в течение процесса связывания конструкции 10, в которой слоистые элементы 12А и 12В еще не были связаны вместе или связываются вместе.
[0062] Участок D соответствует случаю создания избыточного давления автоклавом (фиг. 9(d)) с максимальным давлением 7 атм. При приложении давления величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 увеличивалась. При этом реакция оптоволокна 16_2 была медленнее реакции оптоволокна 16_3.
[0063] Участок E соответствует случаю, когда давление было сброшено, причем давление уменьшилось до 1 атм, при этом неосесимметричные деформации оптоволокон 16_2 и 16_3 были ослаблены. Участок E был выделен экспериментально для измерения неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3, при этом в фактическом начальном процессе создания избыточного давления вышеуказанная операция не выполнялась.
[0064] Участок F соответствует случаю, когда было возобновлено создание давления автоклавом, в это время величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 увеличилась аналогично участку D.
При приложении давления величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 увеличивалась. Однако когда началось нагревание, адгезив 14 постепенно размягчался, так что частично ослаблялось усилие, приложенное к оптоволокнам 16_2 и 16_3, при этом величина неосесимметричных деформаций постепенно уменьшилась.
[0065] Изменения величины неосесимметричной деформации оптоволокна 16_1, совместно с которым твердый элемент 30 не был вставлен, были меньше по сравнению с изменениями величины неосесимметричной деформации оптоволокон 16_2 и 16_3.
Причиной этого является то, что поскольку твердый элемент 30 не был вставлен совместно с оптоволокном 16_1, когда было приложено давление, оптоволокно 16_1 проникло в адгезив 14 вместо того, чтобы к нему было приложено усилие, так что форма оптоволокна 16_1 не изменилась. С другой стороны, посредством твердых элементов 30 было предотвращено проникновение в адгезив 14 оптоволокон 16_2 и 16_3, совместно с которыми были вставлены твердые элементы 30. Таким образом, к оптоволокнам 16_2 и 16_3 было приложено усилие, при этом их формы изменились, что привело к изменениям величины неосесимметричных деформаций. Посредством этого обеспечивается возможность определить, связаны ли эти элементы вместе надлежащим образом даже в течение процесса связывания связанной конструкции 10.
[0066] Кроме того, результаты испытаний, изображенные на фиг. 10, наглядно показывают, что чувствительность оптоволокна 16_3, совместно с которым твердый элемент 30 был вставлен в зазор с адгезивом 14, была выше чувствительности оптоволокна 16_2, совместно с которым твердый элемент 30 был вставлен в зазор со слоистым элементом 12В. Это обусловлено тем, что твердый элемент 30, вставленный в зазор с адгезивом 14, сильнее препятствует проникновению соответствующего оптоволокна 16 в адгезив 14 по сравнению со случаем, когда твердый элемент 30 был вставлен в зазор со слоистым элементом 12 В.
Таким образом, представляется предпочтительным вставлять твердые элементы 30 между оптоволокнами 16 и адгезивом 14. Соответственно, во втором варианте осуществления можно более точно определить, связаны ли элементы вместе надлежащим образом даже в течение процесса связывания связанной конструкции 10, в которой слоистые элементы 12А и 12В еще не были связаны вместе или связываются вместе.
[0067] Фиг. 11 представляет собой график, показывающий изменения величины неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_1, 16_2 и 16_3 в процессе нагревания и охлаждения. Начальный процесс создания избыточного давления показан на фиг. 9(е) и (f).
На фиг. 11 вертикальная ось соответствует величине неосесимметричных деформаций и температуру, а горизонтальная ось соответствует времени.
Следует отметить, что, хотя величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 увеличивалась и уменьшалась даже перед началом нагревания (от 0 до непосредственно после 100 минут), эти увеличения и уменьшения объясняются большими изменениями в оптическом спектре, обусловленными вакуумной откачкой, созданием избыточного давления и т.д. в мешке 40, что привело к неправильному подсчету неосесимметричных деформаций.
[0068] Как показано на фиг. 11, на раннем этапе нагревания величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_2 и 16_3 была большой. С другой стороны, величина неосесимметричной деформации оптоволокна 16_1 не претерпевала значительного изменения.
Причина этого заключается в следующем. Поскольку адгезив 14 при нагревании размягчался, то оптоволокно 16_1 проникало в адгезив 14 вместо того, чтобы к нему было приложено усилие. С другой стороны, твердые элементы 30 препятствовали проникновению оптоволокон 16_2 и 16_3 в адгезив 14, так что к оптоволокнам 16_2 и 16_3 было приложено усилие, при этом их форм изменились.
[0069] Однако при увеличении температуры происходило дальнейшее размягчение адгезива 14, при этом частично было ослаблено усилие, приложенное к оптоволокнам 16_2 и 16_3, так что величина неосесимметричных деформаций постепенно уменьшалась.
Что касается оптоволокна 16_1, совместно с которым был вставлен твердый элемент 30, то значительное изменение величины неосесимметричной деформации отсутствовало даже при увеличении температуры.
[0070] После завершения нагревания температура уменьшилась и начиналось охлаждение, при этом происходило отверждение адгезива 13, а усилие, приложенное к оптоволокнам 16_1, 16_2 и 16_3, возрастало. Соответственно, величина неосесимметричных деформаций оптоволокон 16_1, 16_2 и 16_3 увеличивалась.
[0071] Фиг. 12 представляет собой вид в вертикальном разрезе примера, в котором твердые элементы 30 вставлены между оптоволокном 16 и слоистым элементом 12А, а также оптоволокном 16 и слоистым элементом 12В. В случае этого способа необходимо вставить твердые элементы 30 так, чтобы оптоволокно 16 оказалось встроенным в адгезив 14 после отверждения связанной конструкции 10.
[0072] Фиг. 13 представляет собой вид в вертикальном разрезе примера, в котором твердые элементы 30 имеют трубчатую форму вместо пластинчатой формы. Также при этом способе необходимо вставить твердые элементы 30 так, чтобы оптоволокно 16 оказалось встроенным в адгезив 14 после отверждения связанной конструкции 10.
[0073] Как описано выше, в связанной конструкции 10 в соответствии со вторым вариантом осуществления твердый элемент 30 вставлен между оптоволокном 16 и по меньшей мере одним из слоистого элемента 12А и слоистого элемента 12В
Соответственно, в связанной конструкции 10 в соответствии со вторым вариантом осуществления можно определять, связаны ли элементы вместе надлежащим образом даже когда слоистые элементы 12А и 12В еще не были связаны вместе или связываются вместе.
[0074] Хотя данное изобретение описано выше в контексте описанных выше вариантов осуществления, технический объем данного изобретения не ограничивается описанными выше вариантами осуществления. Возможно внесение различных модификаций и улучшений в описанные выше варианты осуществления без отклонения от объема данного изобретения, при этом способы, включающие в себя такие модификации и улучшения, также включены в технический объем данного изобретения.
[0075] Например, хотя вышеприведенные варианты осуществления описаны в контексте примеров, в которых связанные элементы представляют собой слоистые элементы 12А и 12В из углеволокнистых композитов, без ограничения этим, в соответствии с данным изобретением, например, связанные элементы могут представлять собой армированные волокнами композитные элементы на основе полимера, которые армированы стекловолокнами и т.д., или металлические элементы, такие как алюминиевые сплавы.
Список номеров позиций
10 связанная конструкция
12А слоистый элемент
12В слоистый элемент
14 адгезив
16 оптоволокно
30 твердый элемент

Claims (15)

1. Связанная конструкция, содержащая:
первый элемент,
второй элемент,
адгезив, связывающий вместе первый элемент и второй элемент, и
оптоволокно, размещенное между первым элементом и вторым элементом, причем по меньшей мере один из первого элемента и второго элемента отвержден перед связыванием вместе первого элемента и второго элемента с помощью адгезива;
причем состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектировано на основе двойного лучепреломления оптоволокна.
2. Связанная конструкция по п. 1, в которой первый элемент и второй элемент являются слоистыми элементами из углеволокнистых композитов, при этом состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектировано на основе двойного лучепреломления оптоволокна в случае, когда первый элемент и второй элемент связаны вместе с использованием устройства создания избыточного давления.
3. Связанная конструкция по п. 2, в которой первый элемент и второй элемент, между которыми размещен адгезив и оптоволокно, покрывают мешком и устанавливают давление внутри мешка меньше атмосферного давления, при этом состояние связывания между первым элементом и вторым элементом детектировано на основе двойного лучепреломления оптоволокна при приложении давления внутри автоклава.
4. Связанная конструкция по любому из пп. 1-3, в которой между оптоволокном и по меньшей мере одним из первого или второго элемента вставлен твердый предмет.
5. Связанная конструкция по п. 4, в которой твердый предмет вставлен между оптоволокном и адгезивом.
6. Связанная конструкция по п. 4 или 5, в которой твердый предмет образован посредством отверждения адгезива того же типа, что и данный адгезив.
7. Способ детектирования состояния связывания, включающий в себя:
первый этап связывания вместе первого элемента и второго элемента посредством использования адгезива с оптоволокном, зажатым между ними, и
второй этап детектирования состояния связывания между первым элементом и вторым элементом на основе двойного лучепреломления оптоволокна,
причем перед связыванием вместе первого элемента и второго элемента с помощью адгезива по меньшей мере один из первого элемента и второго элемента отверждают.
RU2015143136A 2013-05-14 2014-02-27 Связанная конструкция и способ детектирования связывания RU2644613C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013102254 2013-05-14
JP2013-102254 2013-05-14
PCT/JP2014/054826 WO2014185119A1 (ja) 2013-05-14 2014-02-27 接着構造体及び接着状態検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015143136A RU2015143136A (ru) 2017-06-23
RU2644613C2 true RU2644613C2 (ru) 2018-02-13

Family

ID=51898105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015143136A RU2644613C2 (ru) 2013-05-14 2014-02-27 Связанная конструкция и способ детектирования связывания

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10145786B2 (ru)
EP (1) EP3001178B1 (ru)
JP (1) JP6174132B2 (ru)
CN (1) CN105143853B (ru)
BR (1) BR112015026520B1 (ru)
CA (1) CA2909484C (ru)
RU (1) RU2644613C2 (ru)
WO (1) WO2014185119A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2529674B (en) * 2014-08-28 2019-07-10 Silixa Ltd Flexible Substrate Fiber Optic Sensing Mat For Distributed Acoustic Sensing
EP3211399B1 (en) * 2015-01-15 2019-03-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Bonded structure, method for manufacturing same, and bonding state detection method
CN106404065B (zh) * 2016-10-09 2019-05-07 山东大学 一种复合材料封装的光纤光栅传感器及其制造方法
JP6873073B2 (ja) * 2018-03-08 2021-05-19 三菱重工業株式会社 評価方法及び評価システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265475A (en) * 1992-05-08 1993-11-30 Rockwell International Corporation Fiber optic joint sensor
US5399854A (en) * 1994-03-08 1995-03-21 United Technologies Corporation Embedded optical sensor capable of strain and temperature measurement using a single diffraction grating
US5770155A (en) * 1995-11-21 1998-06-23 United Technologies Corporation Composite structure resin cure monitoring apparatus using an optical fiber grating sensor
US6720550B2 (en) * 2000-06-22 2004-04-13 Sandia National Laboratories Sensor assembly

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5015842A (en) * 1989-06-01 1991-05-14 United Technologies Corporation High density fiber optic damage detection system
US5281388A (en) * 1992-03-20 1994-01-25 Mcdonnell Douglas Corporation Resin impregnation process for producing a resin-fiber composite
US5469520A (en) 1994-09-30 1995-11-21 United Technologies Corporation Compression-tuned fiber grating
US5828059A (en) 1996-09-09 1998-10-27 Udd; Eric Transverse strain measurements using fiber optic grating based sensors
JPH11300951A (ja) * 1998-04-24 1999-11-02 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びその製造方法
JP2000079693A (ja) * 1998-06-26 2000-03-21 Canon Inc インクジエットプリントヘッド及びその製造方法
JP2000343706A (ja) * 1999-06-04 2000-12-12 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びその製造方法
DE60033213T2 (de) * 1999-06-04 2007-10-25 Canon K.K. Flüssigkeitsausstosskopf und Flüssigkeitsausstossvorrichtung
JP2001296110A (ja) 2000-04-17 2001-10-26 Ntt Advanced Technology Corp 貼り付け型光ファイバセンサ
JP2002219108A (ja) 2001-01-25 2002-08-06 Computer Convenience:Kk 光学式バリストカルジオグラフ
JP3647400B2 (ja) * 2001-08-21 2005-05-11 Ｔｄｋ株式会社 複合光学素子
JP4027258B2 (ja) 2003-04-18 2007-12-26 本田技研工業株式会社 接着部の剥離検査方法
JP2005164938A (ja) * 2003-12-02 2005-06-23 Fujikura Ltd 光ファイバとその製造方法、光ファイバの製造装置及び光コネクタ
US7605923B2 (en) 2004-10-15 2009-10-20 Morgan Research Corporation Embeddable polarimetric fiber optic sensor and method for monitoring of structures
US7359586B2 (en) 2004-11-12 2008-04-15 Gennadii Ivtsenkov Fiber optic strain sensor and associated data acquisition system
JP2006352053A (ja) * 2005-05-20 2006-12-28 Noritsu Koki Co Ltd レーザ発光装置
DE102007008464B4 (de) * 2007-02-19 2012-01-05 Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh Optischer Dehnungsmessstreifen
JP5354497B2 (ja) * 2009-07-10 2013-11-27 ニューブレクス株式会社 分布型光ファイバ圧力センサシステム
JP2011185790A (ja) 2010-03-09 2011-09-22 Ihi Corp 積層材料の層間剥離検出方法及び光ファイバセンサの埋込方法
JP5666998B2 (ja) * 2011-06-24 2015-02-12 日本板硝子株式会社 硬化状態測定装置および硬化状態測定方法
CN102841052A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 日本板硝子株式会社 固化度测定装置和固化度测定方法
DK2780664T3 (en) * 2011-11-15 2018-01-08 Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh FBG strain sensor for curved surfaces

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265475A (en) * 1992-05-08 1993-11-30 Rockwell International Corporation Fiber optic joint sensor
US5399854A (en) * 1994-03-08 1995-03-21 United Technologies Corporation Embedded optical sensor capable of strain and temperature measurement using a single diffraction grating
US5770155A (en) * 1995-11-21 1998-06-23 United Technologies Corporation Composite structure resin cure monitoring apparatus using an optical fiber grating sensor
US6720550B2 (en) * 2000-06-22 2004-04-13 Sandia National Laboratories Sensor assembly

Also Published As

Publication number Publication date
CA2909484C (en) 2019-08-20
EP3001178A1 (en) 2016-03-30
WO2014185119A1 (ja) 2014-11-20
EP3001178B1 (en) 2020-04-08
CA2909484A1 (en) 2014-11-20
CN105143853B (zh) 2019-01-04
US10145786B2 (en) 2018-12-04
US20160069793A1 (en) 2016-03-10
EP3001178A4 (en) 2017-01-11
CN105143853A (zh) 2015-12-09
RU2015143136A (ru) 2017-06-23
BR112015026520B1 (pt) 2020-12-08
BR112015026520A2 (pt) 2017-07-25
JPWO2014185119A1 (ja) 2017-02-23
JP6174132B2 (ja) 2017-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Almeida Jr et al. Effect of fiber orientation on the shear behavior of glass fiber/epoxy composites
RU2644613C2 (ru) Связанная конструкция и способ детектирования связывания
JP2000501176A (ja) 光ファイバグレーティングセンサを用いた複合構造体樹脂硬化モニタ
Lahuerta et al. Thickness scaled compression tests in unidirectional glass fibre reinforced composites in static and fatigue loading
Venkatachalam et al. Determination of damage evolution in CFRP subjected to cyclic loading using DIC
Haq et al. Fiber Bragg-grating sensor array for health monitoring of bonded composite lap-joints
Goutianos et al. Fatigue crack growth rate at material and geometry transitions in glass-epoxy composites
Krishnamurthy Pre-stressed advanced fibre reinforced composites fabrication and mechanical performance
EP2811289B1 (en) Thermographic inspection system for composite wind turbine blade
Shah et al. Investigation of composite bond thickness using optical fibers
US10345515B2 (en) Bonded structure, method for manufacturing the same, and bonding state detection method
Diaz Montiel et al. Experimental Investigations of Carbon-Epoxy Composites with Ply Waviness Under Cyclic Bending
Sorensen The response of embedded FBG sensors to non-uniform strains in CFRP composites during processing and delamination
US10000046B2 (en) Methods for creating thick laminate structures
Bernasconi et al. An investigation of the crack propagation in a carbon fiber bonded joint using backface strain measurements with FBG sensors
Kumar et al. AN APPROACH TO CURE THICK FIBER REINFORCED COMPOSITE LAMINATES.
Kumar et al. Experimental characterization of ILSS of CFRP laminates
Czél et al. Unidirectional hybrid composite overload sensors
Rieger et al. Integral Design of Composite Structures Using a Modified Co-Curing Process
Benelfellah et al. Characterization and modeling of composite material behaviour submitted previously to fire exposure
Ponshock Design and analysis of an experimental setup for determining the burst strength and material properties of hollow cylinders
Çiplak et al. Failure load of mechanically fastened immersed composite laminated plates under a preloaded moment
Kim Impact resistance of composite scarf joints under load
Doğan Failure analysis in an adhesively bonded single-lap composite joint under various loads
Rodera Garcia et al. Multi-layer continuum model for adhesive films with knitted carrier