大面积复杂构形压电智能夹层与结构耦合的表贴固化方法

摘要

本发明公开了一种大面积复杂构形压电智能夹层与结构耦合的表贴固化方法，属于航空结构健康监测技术领域。该方法首先通过三维数模设计、激光加工和精密切割，制作粘结剂胶膜，从而控制粘结剂胶量；然后设计复合材料柔性防护层，将压电智能夹层与服役环境隔离；最后通过真空‑热环境控制固化方法实现粘结剂胶膜、压电智能夹层和复合材料柔性防护层与结构的表贴集成，进一步控制粘结剂胶量并提高与结构的耦合性能。该方法通过对粘结剂胶量的严格控制，保证压电智能夹层的布置不会影响航空结构的装配密封，能够提高压电智能夹层与结构耦合的一致性、稳定性和长期可靠性，并且能够在航空结构装配密封之前，现场将压电智能夹层布置在结构内表面。

主权项

一种大面积复杂构形压电智能夹层与结构耦合的表贴固化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、制作具有大面积复杂构形的粘结剂胶膜：首先，根据结构装配密封的间隙要求，按照大面积复杂构形压电智能夹层的外形轮廓，通过边缘扩展方法，设计具有大面积复杂构形的粘结剂胶膜的三维数模；然后，基于该三维数模使用激光加工机制备粘结剂胶膜的精密切割模具；最后，使用精密切割模具控制胶量，在厚度均匀的粘结剂薄膜基片上切出具有大面积复杂构形的粘结剂胶膜；步骤2、制作具有大面积复杂构形的复合材料柔性防护层：首先，根据粘结剂胶膜的外形轮廓，设计同样具有大面积复杂构形的柔性防护层的三维数模；然后，基于该三维数模使用激光加工机制备柔性防护层的切割模具；最后，使用切割模具在复合材料柔性防护层基材上切出厚度较薄的复合材料柔性防护层；复合材料柔性防护层基材根据待监测结构表面的材料属性以及服役环境的防护要求选取：如果结构表面为金属结构，则选用具有高耐受性的碳纤维复合材料基材或玻璃纤维复合材料基材；如果结构表面为复合材料结构，则选用与该复合材料结构力学属性相同的复合材料基材；步骤3、粘结剂胶膜、压电智能夹层和复合材料柔性防护层的集成表贴固化：首先将粘结剂胶膜、压电智能夹层和复合材料柔性防护层铺设在待监测结构内表面；然后，在结构装配现场采用真空‑热环境控制固化方法实现粘结剂胶膜、压电智能夹层和复合材料柔性防护层的集成表贴固化；所述真空‑热环境控制固化方法，根据粘结剂固化的条件控制热环境，使用抽真空方法将三者紧密的压制在结构表面，并且使用抽真空方法控制粘接剂的胶量，将多余的粘结剂吸出。