[发明专利]纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构、方法

权利要求书

1.一种纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，包括：

电加热薄膜，其环绕地缠绕于纤维束（1）的外周的至少一部分，所述电加热薄膜上开设有贯穿其内外的至少1个修复孔（4）；以及

热塑性树脂，其填充于所述修复孔（4）中；

其中，所述电加热薄膜上牵引出用于外接电源连接的电极片；在所述电加热薄膜的外周滴加热固性树脂（3）并固化成型，以至少将所述电加热薄膜及纤维束（1）上和/或纤维层上被所述电加热薄膜所覆盖的区域包裹于所述热固性树脂（3）之中。

2.如权利要求1所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述修复孔（4）为圆形、椭圆形、方形、三角形及菱形中的至少一种；定义所有修复孔（4）的面积之和与电加热薄膜的面积之比为S，则S≤0.75。

3.如权利要求1或2所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述纤维束（1）由至少一根纤维丝按预设规则捻制而成。

4.如权利要求1或2所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述电加热薄膜为碳纳米管薄膜和石墨烯薄膜中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述电加热薄膜是电极片通过并联的方式连接损伤监测器与损伤修复电源。

6.一种纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，包括：

至少两层上下层叠布置的纤维层；以及

用于将所述纤维层固化成统一整体的基体；

其中，所述纤维层之间和/或纤维层的纤维束（1）上布置有电加热薄膜，所述电加热薄膜上开设有贯穿其内外的至少1个修复孔（4），所述修复孔（4）中填充有热塑性树脂；

所述电加热薄膜上牵引出用于电连接的电极；在所述电加热薄膜的外周滴加热固性树脂（3）并固化成型，以至少将所述电加热薄膜及纤维束（1）上和/或纤维层上被所述电加热薄膜所覆盖的区域包裹于所述热固性树脂（3）之中。

7.如权利要求6所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述修复孔（4）为圆形、椭圆形、方形、三角形及菱形中的至少一种；定义所有修复孔（4）的面积之和与电加热薄膜的面积之比为S，则S≤0.75。

8.如权利要求6或7所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述电加热薄膜为碳纳米管薄膜和石墨烯薄膜中的至少一种。

9.如权利要求6或7所述的纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复结构，其特征在于，所述电极并联式地电连接有损伤监测器与损伤修复电源。

10.一种纤维增强热固性树脂基复合材料的损伤原位监测与修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电加热薄膜环绕地缠绕于纤维束（1）的外周的至少一部分；和/或

将电加热薄膜铺设于层合板的相邻两层纤维层之间；

在所述电加热薄膜上开设修复孔（4）；

将热塑性树脂填充至修复孔（4）之中；

将热固性树脂（3）滴加至所述电加热薄膜的外周并固化成型，以至少将所述电加热薄膜及纤维束（1）上和/或纤维层上被所述电加热薄膜所覆盖的区域包裹于热固性树脂（3）之中；

在所述电加热薄膜上牵引出用于电连接的电极；

将损伤监测器和损伤修复电源并联式地与所述电极电连接；

当所述损伤监测器检测到树脂基体与纤维束（1）之间发生损伤和/或树脂基体与纤维层发生损伤时，所述损伤修复电源开始对电加热薄膜进行供电，电加热薄膜加电后发热使得修复孔（4）中的热塑性树脂开始熔融进而填充到损伤缝隙中进行修复。