验证紧固件的干涉配合的超声波方法技术

本发明专利技术公开验证紧固件的干涉配合的技术和工艺的实施例。在一个实施例中，换能器被定位为发送横波超声波信号通过紧固件的区域，该区域在紧固件经历干涉配合时经受应力。横波超声波信号被发送通过经受应力的紧固件区域。当被发送的超声波信号遇到该区域时，其对应于紧固件正在经历的干涉配合度而被模式转换。通过换能器接收来自紧固件的返回超声波信号。处理器从返回超声波信号确定紧固件经历的干涉配合度，并且输出对其的指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开教导超声波(US)测量技术，并且更特别地，教导超声波测量和验证紧固件的干涉配合(IFF)的方法。
技术介绍
最近的评估指出，平均来说，美国商业飞机机队中的各种飞机每年都大约遭遇一次闪电放电。通常当飞机飞过云的带电部分时遭遇闪电放电。在该情况下，放电通常依附于飞机，并且从飞机向外延伸。当发生放电时，其通常从飞机的机头移动，并且随着飞机移动通过带电区域而到达飞机的多个蒙皮面板部分。放电期间，放电也依附于机翼尖端和/或机翼操纵面(例如，副翼)的边缘。然后，放电通常经过尾翼离开飞机结构。由于商业飞机通常包括电子设备，例如导航计算机和通信设备，其可被闪电放电退化，所以为了验证飞机受到足够的保护而不受闪电放电的影响，商业飞机遵守一套全面的认证程序。 同时，现在的飞机通过更大百分比的复合材料设计和建造。虽然复合材料具有大强度与重量比，并且可具有比传统的铝合金更好的机械和疲劳特性，但是其导电率较低，并且比其所取代的金属材料提供的电磁屏蔽稍微更小，引起飞机稍微更小的电流耗散。没有导电路径，会发生电弧和存储电压(电容)，其可使飞机结构中的受影响部分退化。例如，闪电可依附于紧固件，并且然后流经紧固件而进入飞机表面(或蒙皮)下的子结构。因而，实施技术从而提供从飞机包括紧固件的这些部分的导电路径。改进机身对电荷耐受力的技术有用并且可改进飞机运输的经济性和/或安全性，特别是当电荷依附于飞机紧固件时尤其如此。
技术实现思路
公开了验证紧固件的干涉配合的技术和工艺的实施例。可使用该技术和工艺，从而检查和验证导电紧固件与某一结构的雷击保护(LSP)系统的导电层之间的干涉配合，该结构包括纤维加固复合结构。依照本公开的技术可有利地确保紧固件和LSP系统之间存在导电路径，以便可将电荷引导通过该结构，因此降低或消除否则可发生在该结构上的退化。此外，可在紧固件就位时完成该检查，并且不需要测量意图用于干涉配合的每个紧固件和紧固件孔的尺寸。实施例提供用于确定紧固件所经历的干涉配合度的方法。这些方法包括定位换能器，从而将超声横波信号发送通过这样的紧固件区域，其在紧固件经历干涉配合时遭受应力。该方法还包括传送US横波信号通过紧固件的经受应力的区域。虽然不希望被约束于以下理论，但是相信随着发送的超声横波穿过该区域，对应于紧固件所经历的干涉度，超声横波在干涉边界在一定程度上改变模式。此外，本方法包括通过换能器从紧固件接收反射的超声波信号。处理反射的超声波信号，从而确定紧固件所经历的干涉配合度，并且输出对其的指示。在一些实施例中，通过检查返回超声波信号的纵波和横波分量的振幅/能量而确定干涉配合度。在一些实施例中，通过比较返回超声波信号的纵波分量的振幅/能量以及横波分量的振幅/能量而做出该确定。而且，干涉配合度的指示可以是图形用户界面中使用的可测量指示。在一些实施例中，干涉配合处于紧固件、套管和复合材料之间。可替换地，或另外地，反射波来自紧固件的杆部的末端表面。此外，换能器能够与紧固件对齐，并且在发送和接收超声波信号期间向其施加经选择的力。换能器和紧固件的对齐以及经选择的力能够基于紧固件的构造。实施例也提供计算机可读存储介质，其存储计算机可执行指令，计算机可执行指令在被执行时使得处理器执行例如上述方法。实施例提供用于确定紧固件经历的干涉配合度的系统。这些系统包括相互通信的超声波换能器、处理器以及存储器。存储器存储这样的计算机可读指令，即当由处理器执行时，该计算机可读指令使得处理器执行例如上述的那些方法。另外，系统能够包括显示器，其包括用于显示干涉配合度的图形用户界面。此外，系统能够包括这样的方法，其用于对齐超声波换能器和紧固件，以及通过超声波换能器向紧固件施加经选择的力。此外，超声波换能器与紧固件的对齐、以及超声波换能器向紧固件施加的力都是系统参数，这些系统参数 都是可控变量。一些实施例的系统包括导轨，超声波换能器能够被以这样的方式安装在其上，即其能够沿导轨在紧固件之间移动。这些特征、功能和优点能够在本公开的各个实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中结合。附图说明通过参考附图，以下详细描述依照本公开的技术的实施例。在附图中，附图标记的最左边数字表明该附图标记第一次出现的图。在不同的图中使用相同的附图标记表示类似或相同的物品或特征。图I示出依照本公开实施例验证的具有干涉配合紧固件的飞机的侧视图。图2示出依照本公开实施例的经配置从而验证干涉配合紧固件的设备的横截面图。图3示出依照本公开实施例的用于验证干涉配合紧固件的过程/步骤的流程图。图4示出依照本公开实施例的经配置从而验证干涉配合紧固件的另一设备的横截面图。图5示出依照本公开实施例的用于验证干涉配合紧固件的另一过程的流程图。图6示出依照本公开实施例的许多数据样本的干涉配合的一组图表。图7示出依照本公开实施例的许多数据样本的干涉配合的图表。图8示出依照本公开实施例的干涉配合探测器的示意图。具体实施例方式综述在此公开验证紧固件的干涉配合的技术和工艺。在以下说明以及图I至图8中提出本公开某些实施例的许多特定细节，从而提供该实施例的彻底理解。然而，本领域技术人员应理解，本公开可具有另外的实施例，或者可缺乏以下说明中描述的多个细节而实施本公开。本文件公开这样的系统，其用于确定紧固件和紧固件所被安装的材料之间的干涉配合。另外，本文件公开完成该过程的方法。在一些系统和方法中，通过将横波超声波信号发送到紧固件中，并且分析从紧固件返回的模式转换信号而确定干涉配合度。在一些实施例中，比较模式转换返回信号的横波分量的能量和纵波分量的能量，从而确定干涉配合度。在一些实施例中，在确定干涉配合度时考虑一种或两种振幅。图I示出具有依照本公开实施例验证的干涉配合紧固件的飞机100的侧视图。人们可明白，可在很多位置中使用该紧固件，包括机身102、机翼104、以及飞机100的尾翼106。例如，依照本专利技术的实施例，贯穿飞机的蒙皮，飞机100可包括许多紧固件。可替换地，可在其他类型的结构、交通工具以及平台中验证干涉配合紧固件，例如机动车辆、飞机、航海船只、或航天器，或其他适当的应用。在该实施例中，飞机100包括机身102，后者包括机翼组件104、尾翼组件106、以及起落架组件108。飞机100进一步包括一个或更多推进单元110、控制系统112 (不可见)、以及能够使飞机100适当工作的许多其他的系统和子系统。人们应明白，可在飞机100的 任何适当部分中使用该紧固件，例如机身102、机翼组件104、尾翼组件106、以及飞机100的任何其他适当区域。一般而言，飞机100的各个组件和子系统可为已知的结构，并且为了简化，在此将不详细描述。虽然图I所示的飞机100通常代表商业客机，例如包括伊利诺伊州芝加哥市波音公司市售的737、747、757、767、777和787型，在此公开的专利技术设备和方法实际上也可在任何其他类型飞机的组件中使用。更具体地，本公开的教导可被应用于以下飞机的制造和装配，即其他客机、战斗机、货机、旋翼飞机、以及任何其他类型的有人驾驶或无人驾驶飞机、包括下面描述的那些飞机，例如，2001年9月BookSales Publishers出版的EnzoAngelucci 的 The Illustrated Encyclopedia 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·E·尼尔森，G·E·格尔吉森，P·S·卢瑟福，M·麦肯纳，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：