[发明专利]智能复合材料螺栓的制备方法、复合材料螺栓及使用方法

权利要求书

1.一种智能复合材料螺栓的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将碳纤维浸泡在树脂胶液中；

将浸泡后的所述碳纤维按一定规律布置形成预制体；

采用表面绝缘的导电纱线按预设的涡流线圈走线对所述预制体进行局部缝合；

将缝合好的所述预制体放入成型模具中成型成复合材料螺栓；

所述涡流线圈用于与外部测试电路相连接，所述涡流线圈可以是单激励—单接收或单激励—多接收的平行四边形/三角形线圈中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的智能复合材料螺栓的制备方法，其特征在于：将浸泡后的所述碳纤维以平面铺设的形式按一定规律布置形成所述预制体，采用表面绝缘处理的所述导电纱线按照预设的涡流线圈走线对所述预制体进行局部缝合。

3.根据权利要求1所述的智能复合材料螺栓的制备方法，其特征在于：通过螺旋缠绕技术将连续的所述碳纤维交叉缠绕在回转体芯模表面形成所述预制体，将所述预制体展开，采用表面绝缘处理的所述导电纱线按照预设的涡流线圈走线对展开后的所述预制体进行局部缝合。

4.根据权利要求1所述的智能复合材料螺栓的制备方法，其特征在于：所述局部缝合工艺可以为缝合纱线、锁式/链式缝合工艺中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的智能复合材料螺栓的制备方法，其特征在于：将不同材质的所述导电纱线按照预先设计的涡流传感器内若干个涡流线圈的分布规律缝合至所述预制体。

6.根据权利要求1所述的智能复合材料螺栓的制备方法，其特征在于：将缝合好的所述预制体进行充分的树脂胶液浸润后形成模压成型前的模压料，将所述模压料放入模压成型模具中成型成复合材料螺栓。

7.一种复合材料螺栓，包括安装部和连接部，其特征在于：所述复合材料螺栓由碳纤维、树脂和表面绝缘的导电纱线通过模具成型制成，其中，所述导电纱线形成涡流线圈，涡流线圈嵌入由碳纤维制成的所述复合材料螺栓的内部，且碳纤维包裹于所述涡流线圈的外层。

8.根据权利要求7所述的复合材料螺栓，其特征在于：所述涡流线圈为环向、轴向按照一定的规律分布的导电纱线形成的线圈阵列，以实现通过特定角度、深度线圈的感应电压是否变化来辨识复合材料螺栓及其连接结构中的损伤角度和深度，通过线圈的感应电压变化来表征损伤扩展度。

9.一种复合材料螺栓的使用方法，其特征在于：其中，所述复合材料螺栓采用如权利要求1-6任一项所述的智能复合材料螺栓的制备方法制备的复合材料螺栓，或者为如权利要求7或8所述的复合材料螺栓，使用方法如下：

在没有损伤时测量一组涡流线圈的感应电压信号作为比较信号；

检测时，高频交变电流源发送交变信号至各涡流线圈的激励线圈，涡流传感器内部由若干涡流线圈组成的接收线圈层通过信号采样系统连接到信号显示及处理系统，切换开关转换器，使得传感器内部各接收线圈的感应电压依次输入至所述信号显示及处理系统得到特定角度、深度线圈的实时感应电压信号；

所述信号显示及处理系统通过获取的特定角度、深度涡流线圈的实时感应电压信号与比较信号比较来辨识损伤角度和深度，通过涡流线圈的感应电压变化来表征损伤扩展度。