本公開總體上涉及制造復合材料，具體地，涉及制造未固化復合材料。更具體地，本公開涉及一種用于在未固化復合材料的制造期間預測未固化復合材料的性質的方法、設備、系統(tǒng)和計算機程序產品。

背景技術：

1、飛行器的設計和制造中復合材料的比例越來越大。在飛行器中使用復合材料來減小飛行器的重量并通過設計改進空氣動力學效率。重量的這種減小改進了性能特征，例如有效載荷產能和燃油效率增加。此外，復合材料為飛行器中的各種組件提供了更長的服務壽命。

2、復合材料是通過將兩種或更多種功能組分組合而創(chuàng)建的堅韌、重量輕的材料。例如，復合材料可包括結合在聚合物樹脂基質中的增強纖維。纖維可為單向的，或者可采取機織布或織物的形式。纖維和樹脂被布置并固化，以形成復合材料。

3、此外，使用復合材料來創(chuàng)建航天復合結構可能允許飛行器的各部分以更大的片段或區(qū)段來制造。例如，飛行器中的機身可按圓柱形區(qū)段創(chuàng)建，然后被組裝以形成飛行器的機身。其它示例包括(但不限于)連接以形成機翼的機翼區(qū)段或連接以形成穩(wěn)定器的穩(wěn)定器區(qū)段。

4、在制造復合結構時，通常在工具上鋪設復合材料層。這些層可由纖維片材組成。這些片材可采取織物、條帶、絲束的形式或其它合適的形式。在一些情況下，樹脂可被注入或預浸漬到片材中。這些類型的片材通常被稱為預浸料。預浸料可被制造成較長的片材，其按卷儲存，直至預浸料用于制造復合結構。

5、不同的預浸料層可按不同的取向鋪設，并且可根據所制造的復合結構的厚度使用不同數量的層。這些層可手動或使用自動化層壓設備(例如，條帶層壓機或纖維鋪放系統(tǒng))來鋪設。

6、在不同的復合材料層被鋪設在工具上之后，復合材料層可在暴露于溫度和壓力時固結和固化，因此形成最終復合結構。

7、最終復合結構的質量可利用測試來確定，包括非破壞性測試。此外，也可出于質量目的監(jiān)測和測試用于制造復合結構的組件。維持復合組件的期望質量可增加最終復合結構的質量。例如，可檢查預浸料以確定厚度是否在指定的公差內。諸如預浸料組件的復合組件的質量測試會比所期望的更耗時。

8、因此，將可取的是有一種考慮了至少上述一些問題以及其它可能問題的方法和設備。例如，將可取的是有一種克服了預浸料組件的質量測試的技術問題的方法、設備、系統(tǒng)和計算機程序產品。

技術實現思路

1、本公開的實施方式提供了一種不一致性檢測系統(tǒng)，其包括計算機系統(tǒng)和位于計算機系統(tǒng)中的不一致性分析器。不一致性分析器被配置為在復合材料制造系統(tǒng)的操作期間實時檢測輸入到復合材料制造系統(tǒng)中的纖維的區(qū)段中的纖維不一致性。不一致性分析器被配置為當復合材料制造系統(tǒng)正使用纖維制造未固結復合材料時實時檢測未固結復合材料中的材料不一致性。不一致性分析器被配置為當復合材料制造系統(tǒng)正制造未固結復合材料時實時確定檢測到纖維不一致性的若干區(qū)段中是否存在材料不一致性。不一致性分析器被配置為在未固結復合材料中跟蹤若干區(qū)段中的纖維不一致性，在所述若干區(qū)段中，具有纖維不一致性的纖維導致若干區(qū)段中的材料不一致性。

2、在本公開的另一實施方式中，一種方法檢測未固結復合材料中的不一致性。在復合材料制造系統(tǒng)的操作期間在輸入到復合材料制造系統(tǒng)中的纖維的區(qū)段中實時檢測纖維不一致性。當復合材料制造系統(tǒng)正使用纖維制造未固結復合材料時，在未固結復合材料中實時檢測材料不一致性。當復合材料制造系統(tǒng)正制造未固結復合材料時實時確定檢測到纖維不一致性的若干區(qū)段中是否存在材料不一致性。在未固結復合材料中跟蹤若干區(qū)段中的纖維不一致性，在所述若干區(qū)段中，具有纖維不一致性的纖維導致若干區(qū)段中的材料不一致性。

3、特征和功能可在本公開的各種實施方式中獨立地實現，或者可在其它實施方式中組合，其中進一步的細節(jié)可參考以下描述和附圖看到。

技術特征：

1.一種不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，該不一致性檢測系統(tǒng)包括：

2.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述不一致性分析器(3014)被配置為：

3.根據權利要求2所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述若干動作(3080)選自以下中的至少一個：

4.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述不一致性分析器(3014)被配置為：

5.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述不一致性分析器(3014)被配置為：

6.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，在檢測所述纖維不一致性(3002)時，所述不一致性分析器(3014)被配置為：

7.根據權利要求6所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，該不一致性檢測系統(tǒng)還包括：

8.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，在跟蹤所述纖維不一致性(3002)時，所述不一致性分析器(3014)被配置為：

9.根據權利要求8所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述卡爾曼濾波器在標準偏差δ內跟蹤纖維(3003,3111,3201,3505)的區(qū)段行進的距離d。

10.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述纖維不一致性(3002)選自所述纖維(3003,3111,3201,3505)之間的間隙、松散纖維或所述纖維(3003,3111,3201,3505)中的異物中的至少一種。

11.根據權利要求1所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，所述不一致性分析器(3014)被配置為：

12.根據權利要求11所述的不一致性檢測系統(tǒng)(3000)，其中，導致所述未固結復合材料(3005,3121)中的所述材料不一致性(3004)的所述纖維不一致性(3002)的量如下：

13.一種用于檢測未固結復合材料(3005,3121)中的不一致性的方法，該方法包括：

14.根據權利要求13所述的方法，該方法還包括：

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述若干動作(3080)選自以下中的至少一個：

16.根據權利要求13所述的方法，該方法還包括：

17.根據權利要求13所述的方法，該方法還包括：

18.根據權利要求13所述的方法，其中，檢測所述纖維不一致性(3002)包括：

19.根據權利要求18所述的方法，其中，第一相機系統(tǒng)被定位為在所述纖維(3003,3111,3201,3505)被輸入到所述復合材料制造系統(tǒng)(3023)中的位置生成所述纖維(3003,3111,3201,3505)的所述纖維圖像(3065)，并且，第二相機系統(tǒng)被定位為在所述未固結復合材料(3005,3121)被卷繞到卷軸上之前的位置生成所述材料圖像(3066)。

20.根據權利要求13所述的方法，其中，跟蹤所述纖維不一致性(3002)包括：

技術總結
復合材料制造期間的實時不一致性檢測。一種用于檢測未固結復合材料中的不一致性的方法、設備、系統(tǒng)和計算機程序產品。當復合材料制造系統(tǒng)正使用纖維制造未固結復合材料時，在未固結復合材料中實時檢測材料不一致性。當復合材料制造系統(tǒng)正制造未固結復合材料時，實時確定在檢測到纖維不一致性的若干區(qū)段中是否存在材料不一致性。跟蹤未固結復合材料中的若干區(qū)段中的纖維不一致性，在所述若干區(qū)段中，具有纖維不一致性的纖維導致所述若干區(qū)段中的材料不一致性。

技術研發(fā)人員：D·W·沙漢,R·桑達雷什瓦爾,T·A·斯圖爾特,R·P·莫特,A·L·鮑爾,G·M·L·格羅斯
受保護的技術使用者：波音公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10