[发明专利]盲铆钉安装及其评估、建模方法，及相应系统和飞机

说明书

技术领域

本发明涉及用于评估连接结构中使用的盲铆钉的安装的方法和系统、用于生成将安装“周期时间”和“行进时间”关联的模型的系统和方法，以及包括用上述系统安装的结构的飞机。

背景技术

盲铆钉广泛用于封闭的航空结构中，在这些结构中，连接件对一侧的访问非常受限，使得不可能访问或者甚至观察连接件的后部分。结果，仅从访问面(‘暴露面’)实施铆钉质量评估处理。

铆钉安装时，盲铆钉插入对应孔中，铆接处理被实施直到铆钉的杆断裂。但是，因为不可能访问盲面(或未暴露面)，所以不可能实施连接件的完整的质量控制。

当铆钉的选择不适合连接件的厚度时，无法绝对保证由铆钉制造商提供的检查方法能够检测出铆钉内的故障或者其封闭头(未暴露面)中的故障，当厚度接近铆钉的两种长度之间的极限时会到达临界状态。

虽然在多数安装中实现正确安装铆钉的处理参数是公知的并且尽管有当前的控制方法，但是仍会生产出大量铆钉未正确安装的连接件。结果，通过盲铆钉设计的连接件必须是超大尺寸的，这增加了所需铆钉的数量、制造时间、作为结果产生的连接件的重量和成本。此外，专门基于监控处理的现有方法不关注由于铆接本身后的加工步骤诸如加工芯轴引起的误差，以及航空应用中用于满足航空要求的必需操作。

对于以非破坏性方式指示铆钉正确安装的系统，需要确保正确的铆钉安装具有最大保险度。

直到现在，已经提出了用于检查铆钉的状态的方法。提出的大多数方法是基于监控铆接处理。这些方法是基于，在铆接处理以及后续分析期间测量一个或者若干信号，用于与标准曲线进行比较或者用于提取评估值，该评估值随后与参考值进行比较。以下列出基于监控处理的一些现有方法。首先，文献US5666710A描述了监控“力”和“位移”信号，评估值是铆接处理中投入的能量。在专利US7313851B2中，监控相同的信号，但评估值与表征安装处理的标准曲线即时比较。文献WO2007028218A1描述了监控铆钉中的扭曲角度。

这些专门基于监控处理的方法不关注由于铆接本身后的加工步骤引起的误差，这些步骤是构建铆接结构必须的步骤并且会引起铆钉中的缺陷。

不同于基于监控铆接处理的方法，GB2425179中提出的方法是在铆钉完全安装时应用，旨在分析相同材料或者不同材料制成的铆接连接件。所述方法是基于分析铆钉的电阻抗。方法包括通过使用窄频带超声生成器来测量待评估铆钉的电阻抗。测量出的实际电阻抗和复电阻抗与先前建立的参考阈值进行比较。

本发明要解决的主要技术问题是找到一种技术方案，其基于铆接步骤的分析以及将铆钉即时分类为合适或者不合适的后续评估，无接触地评估安装于封闭结构中或者对于访问“未暴露面”复杂或高成本的结构中的盲铆钉。

发明内容

本发明依靠以下内容解决了上述问题：用于评估连接结构中使用的盲铆钉的安装的无创性方法；用于在结构中安装盲铆钉的系统；用于生成将“周期时间”和“行进时间”关联的模型的方法；用于生成模型的系统；用于安装盲铆钉和评估盲铆钉的安装的系统；以及飞机。

本发明涉及用于评估连接结构中使用的盲铆钉的安装的无创性方法，盲铆钉包括杆、安装螺母、断裂凹口、切断点和衬套，所述方法的特征在于包括以下步骤：

a)测量“周期时间”，“周期时间”定义为所安装的铆钉的安装时间，并且表示为“y₀”，

安装“周期时间”是从铆接操作开始直到操作结束经过的时间，在盲铆钉的安装期间测量所述安装“周期时间”。周期时间被获得为表示安装周期开始的事件以及表示周期结束的事件之间经过的时间。该时间表示为“y₀”。

b)传送声波通过所述结构中安装的盲铆钉，

声音是材料中传播的机械振动。生成器生成声波，它们被传送通过安装的盲铆钉。

c)测量“行进时间”，“行进时间”定义为所传送和反射的声波的传播时间，并且表示为“x₀”，

声波仅被传播通过材料器件，因此当声波到达传播声波的材料的边界时，声波不会继续前进并被反射。如果在边界中存在另一材料，则一部分声波在该第二材料中传播，并且一部分在第一材料中被反射。声音被传送和反射的事实允许使用声音来找到传播它们的材料的一些物理属性。“行进时间”测量与铆钉完成安装(如果应用要求的话包括杆的加工)后的杆的长度直接关联。该时间表示为“x₀”。