本發(fā)明涉及固體材料及其連接后的強度檢測，特別是涉及一種用于測試固體材料及其連接后在應力下的強度特性的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著無人機型號的改進升級或結(jié)構(gòu)調(diào)整，蒙皮件的設計參數(shù)（如連接點的位置、數(shù)量、蒙皮厚度等）需要不斷優(yōu)化。特別是對于采用玻璃纖維增強復合材料制成的蒙皮件，其厚度分布和局部形狀的設計直接影響著結(jié)構(gòu)的整體性能。這就要求性能檢測具有良好的可重復性，以支持通過多次測試和調(diào)整獲得最優(yōu)設計方案。

2、以典型的機艙的蒙皮件01為例，其采用玻璃纖維增強復合材料制成，呈不規(guī)則殼體狀，中部設有不規(guī)則的鏤空區(qū)域，參見附圖1~2。該鏤空區(qū)域具有重要功能，用于形成獨立的封閉空間，可安裝光電吊艙、偵察設備等重要的任務載荷或功能部件。為保證結(jié)構(gòu)強度和剛度，在鏤空區(qū)域的邊沿內(nèi)部通常預埋有金屬加強件。蒙皮件的鏤空區(qū)域邊沿底面需要與機艙骨架的上表面緊密貼合，其鏤空區(qū)域沿壁04與機艙骨架的內(nèi)側(cè)面05保持在同一豎直平面內(nèi)。這種連接結(jié)構(gòu)不僅要確保飛行過程中的結(jié)構(gòu)完整性，還必須保證在各種惡劣環(huán)境下的密封性能。

3、在工程實踐中，蒙皮件01安裝連接后的性能檢測主要面臨以下技術(shù)難點：

4、1.連接結(jié)構(gòu)的復雜性帶來的檢測挑戰(zhàn)

5、由于連接面積大、形狀復雜，連接點的合理分布直接影響著整體結(jié)構(gòu)的可靠性。傳統(tǒng)的應力檢測方法難以實現(xiàn)對如此復雜結(jié)構(gòu)的全面評估，特別是在局部應力集中區(qū)域的精確識別方面存在明顯不足。此外，檢測裝置的安裝往往會對被測結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干擾，影響測量結(jié)果的準確性。

6、2.多樣化檢測需求與方法局限性的矛盾

7、隨著無人機型號的改進升級或結(jié)構(gòu)調(diào)整，蒙皮件的設計參數(shù)（如連接點的位置、數(shù)量、蒙皮厚度等）需要不斷優(yōu)化。這就要求性能檢測具有良好的可重復性，以支持通過多次測試和調(diào)整獲得最優(yōu)設計方案。然而，現(xiàn)有檢測方法普遍存在靈敏度不足或靈敏度固定的問題，難以滿足不同檢測階段對精度和靈敏度的差異化需求。

8、3.密封性能評估的綜合考驗

9、在預設張力作用下，需要評估各連接點位的變形量、錯位量是否均勻且在允許范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的密封性能檢測方法（如壓力衰減或示蹤氣體檢測等）雖然可靠但效率較低，且難以實現(xiàn)對泄漏位置的快速定位。同時，檢測過程往往需要復雜的設備支持，增加了檢測成本和操作難度。

10、4.數(shù)據(jù)采集和分析的系統(tǒng)性不足

11、在檢測數(shù)據(jù)的采集和分析方面，現(xiàn)有技術(shù)缺乏系統(tǒng)化的解決方案。數(shù)據(jù)采集的實時性和完整性難以保證，分析方法的標準化程度不高，導致檢測結(jié)果的可比性和可追溯性較差。這一問題在需要進行多次優(yōu)化迭代的場景下尤為突出。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種無人機蒙皮件連接結(jié)構(gòu)的檢測方法體系，通過三層復合結(jié)構(gòu)、特制檢測膠帶以及溫敏變色響應三種技術(shù)路線的有機結(jié)合，實現(xiàn)了從應力分布到密封性能的全面評估，不僅可指導連接點的優(yōu)化布置，還能為蒙皮件的厚度分布和局部形狀設計提供依據(jù)，具有檢測精確、操作便捷、結(jié)果可靠等特點，為提升無人機制造水平提供了重要的技術(shù)支持。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：一種固體材料及其連接后在應力下的強度特性的檢測方法：

3、所述方法采用變形檢測結(jié)構(gòu)進行檢測，所述變形檢測結(jié)構(gòu)包括三層復合結(jié)構(gòu)，其中外層為固定膠層，中間層為變形檢測膠層，所述變形檢測膠層在預設變形量下發(fā)生斷裂；

4、所述檢測方法包括以下步驟：

5、步驟一、進行初次檢測，包括：在蒙皮件的鏤空區(qū)域沿壁與骨架模擬件的內(nèi)側(cè)面之間設置第一種三層復合結(jié)構(gòu)；

6、步驟二、對所述第一種三層復合結(jié)構(gòu)施加預設張力；

7、步驟三、觀察記錄第一種三層復合結(jié)構(gòu)的斷裂情況，確定應力集中區(qū)域；

8、步驟四、進行優(yōu)化檢測，包括：在確定的應力集中區(qū)域增加連接點；設置第二種三層復合結(jié)構(gòu)；

9、步驟五、重復施加預設張力并記錄斷裂情況、增加連接點，直至檢測結(jié)構(gòu)保持完整。

10、技術(shù)方案的有益效果：采用三層復合結(jié)構(gòu)的設計實現(xiàn)了對應力分布的可視化檢測，通過多階段遞進式評估方法能夠逐步優(yōu)化連接結(jié)構(gòu)。該方法的檢測結(jié)果直觀可靠，可有效指導連接點的優(yōu)化布置；同時具有良好的檢測重復性，能夠支持設計方案的持續(xù)優(yōu)化，為連接結(jié)構(gòu)的改進提供可靠的技術(shù)依據(jù)。

11、作為優(yōu)選，所述第一種三層復合結(jié)構(gòu)由上至下依次包括：與蒙皮件固定粘接的第一膠層；第一變形檢測膠層；與骨架模擬件固定粘接的第二膠層；其中所述第一膠層和第二膠層采用斷裂伸長率小于2%的高強度環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠。技術(shù)方案的有益效果：通過采用斷裂伸長率小于2%的高強度環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠作為固定膠層，確保了檢測結(jié)構(gòu)與被測件之間的牢固連接，該特定的斷裂伸長率限定保證了固定膠層不會影響檢測結(jié)果的準確性。三層結(jié)構(gòu)的合理布置提高了整個檢測過程的穩(wěn)定性，使檢測結(jié)果更具可信度。

12、作為優(yōu)選，所述第一變形檢測膠層的特征包括：采用改性環(huán)氧體系材料；在1.5-2%的變形范圍內(nèi)保持結(jié)構(gòu)完整；在部分固化狀態(tài)下被切割成寬度為3-5mm的條形獨立檢測段一；所述檢測段一沿鏤空邊沿均勻布置。技術(shù)方案的有益效果：采用改性環(huán)氧體系材料制備的第一檢測膠層具有可控的斷裂特性，其1.5-2%的變形范圍特別適合初步篩查應力集中區(qū)域。將檢測膠層切割成條形檢測段并均勻布置的設計，不僅提高了局部應力檢測的精確度，還確保了檢測結(jié)果具有良好的代表性，為應力分布評估提供了可靠數(shù)據(jù)基礎。

13、作為優(yōu)選，所述第二種三層復合結(jié)構(gòu)包括：第二變形檢測膠層；該膠層采用改性環(huán)氧體系材料；在0.8-1%的變形范圍內(nèi)保持結(jié)構(gòu)完整。技術(shù)方案的有益效果：第二檢測膠層采用的改性環(huán)氧體系材料將斷裂變形范圍控制在0.8-1%，顯著提高了檢測靈敏度，特別適合對優(yōu)化后的連接結(jié)構(gòu)進行精細評估。通過保持材料體系的一致性，確保了與初次檢測結(jié)果的可比性，為連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了準確的反饋信息。

14、作為優(yōu)選，所述第二變形檢測膠層的特征包括：在部分固化狀態(tài)下被切割成寬度為2-4mm的條形獨立檢測段二；所述檢測段二沿鏤空邊沿均勻布置。技術(shù)方案的有益效果：通過將檢測段的寬度減小到2-4mm并沿鏤空邊沿均勻布置，顯著提高了局部應力分布評估的精度。這種設計不僅確保了檢測的系統(tǒng)性和完整性，還便于與初次檢測結(jié)果進行定量對比分析，為連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計提供了更精確的數(shù)據(jù)支持。

15、作為優(yōu)選，還包括以下優(yōu)化措施：

16、將檢測區(qū)域劃分為關(guān)鍵區(qū)、過渡區(qū)和常規(guī)區(qū)，采用不同寬度的檢測段；

17、采用漸進加載模式，通過多級載荷方案逐步增加張力；

18、使用高速攝像設備記錄斷裂過程，并設置參考標記點。

19、技術(shù)方案的有益效果：將檢測區(qū)域劃分為關(guān)鍵區(qū)、過渡區(qū)和常規(guī)區(qū)，并采用差異化的檢測段寬度，實現(xiàn)了檢測資源的合理分配。通過漸進加載模式獲得了更完整的應力分布演變過程，配合高速攝像記錄和參考標記點的設置，顯著提升了數(shù)據(jù)分析的準確性和可靠性，為連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了全面的技術(shù)支持。

20、本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案：一種固體材料及其連接后在應力下的強度特性的檢測方法：

21、所述方法采用特制檢測膠帶進行檢測，所述特制檢測膠帶包括柔性框體和多個檢測單體，所述檢測單體由上、中、下三段組成，其中中段具有預設斷裂特性；

22、所述檢測方法包括以下步驟：

23、步驟一、在標準檢測模式下：對連接面進行表面處理；

24、步驟二、沿連接面周向粘貼特制檢測膠帶，使檢測單體保持3-4mm的均勻間距；去除柔性框體；

25、步驟三、施加預設張力，觀察記錄中段在干燥狀態(tài)下的斷裂情況；

26、步驟四、在高靈敏度檢測模式下：采用超聲霧化技術(shù)對檢測單體的中段進行潤濕處理；

27、步驟五、重復施加預設張力，觀察記錄中段在潤濕狀態(tài)下的斷裂情況。

28、技術(shù)方案的有益效果：特制檢測膠帶采用標準化的檢測單體設計，通過柔性框體確保檢測單體的準確布置，顯著提高了檢測效率。雙模式檢測策略擴大了方法的適用范圍，同時操作流程簡單，易于推廣應用。整體方案既保證了檢測的準確性，又實現(xiàn)了檢測過程的高效便捷。

29、作為優(yōu)選，所述檢測單體包括：上段和下段，采用高強度粘接材料；中段，采用特制紙質(zhì)材料，在干燥狀態(tài)下斷裂變形量為1.0-1.2%，在潤濕狀態(tài)下斷裂變形量為0.5-0.8%。技術(shù)方案的有益效果：檢測單體采用的三段式結(jié)構(gòu)設計，通過合理的材料選擇確保了檢測結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。中段材料具有干濕狀態(tài)下的差異化斷裂特性，提供了不同靈敏度的檢測能力，檢測結(jié)果直觀可靠，為連接結(jié)構(gòu)的評估提供了更豐富的數(shù)據(jù)支持。

30、作為優(yōu)選，還包括以下步驟：

31、步驟一、采用激光定位輔助確保膠帶布置精確度；

32、步驟二、使用高分辨率圖像采集系統(tǒng)記錄斷裂過程；

33、步驟三、配備濕度傳感器進行參數(shù)實時監(jiān)測；

34、步驟四、建立多級濕度控制方案。

35、技術(shù)方案的有益效果：通過引入激光定位輔助系統(tǒng)提高了檢測膠帶布置的精確度，配合高分辨率圖像采集系統(tǒng)確保了數(shù)據(jù)記錄的完整性。濕度監(jiān)控和多級控制方案的實施顯著提升了檢測環(huán)境的穩(wěn)定性，使整個檢測過程更加規(guī)范可控，檢測結(jié)果更具可靠性。

36、本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案：一種基于溫敏變色響應的密封性能檢測方法，包括以下步驟：

37、步驟一、將溫控系統(tǒng)的溫度控制在25±2℃，濕度控制在45±5%rh；

38、步驟二、對檢測表面進行超聲波清洗和等離子活化處理；

39、步驟三、安裝改進的檢測膠帶結(jié)構(gòu)，所述檢測膠帶結(jié)構(gòu)的檢測層采用溫敏變色材料，在25℃呈淺藍色，40±2℃時轉(zhuǎn)變?yōu)樯钏{色；

40、步驟四、通過溫控系統(tǒng)施加溫度為40±2℃、風速為0.5-5m/s的熱風；

41、步驟五、使用4k高速攝像裝置(≥60fps)記錄檢測過程。

42、技術(shù)方案的有益效果：該方案通過精確控制環(huán)境參數(shù)并采用溫敏變色材料，實現(xiàn)了密封性能的直觀評估。配合超聲波清洗和等離子活化的表面處理工藝，確保了檢測的準確性。采用高速攝像裝置記錄檢測過程，使結(jié)果判讀簡單直觀，整個檢測過程快速高效，具有良好的實用性。

43、作為優(yōu)選，所述溫敏變色材料具有可逆性能，溫度恢復后自動恢復初始狀態(tài)；檢測采用分區(qū)域掃描模式和脈沖熱激勵技術(shù)；溫控系統(tǒng)的溫度控制精度為±0.5℃；專業(yè)光源系統(tǒng)的均勻度≥95%。技術(shù)方案的有益效果：溫敏變色材料的可逆性能不僅支持重復檢測，還顯著降低了檢測成本。通過分區(qū)掃描和脈沖熱激勵技術(shù)的應用，結(jié)合高精度溫控系統(tǒng)和均勻光源，顯著提高了檢測效率和準確性。整個檢測系統(tǒng)集成度高、操作便捷，為密封性能評估提供了可靠的技術(shù)保障。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

45、從技術(shù)路線上，本發(fā)明建立了從應力分布到密封性能的完整檢測體系。通過三層復合結(jié)構(gòu)和特制檢測膠帶兩種技術(shù)路線，以及溫敏變色響應檢測方法的引入，形成了相互補充、逐層深入的評估方案。這種多維度的檢測策略不僅提供了全面的性能評估數(shù)據(jù)，還實現(xiàn)了從結(jié)構(gòu)強度到密封性能的完整覆蓋。特別是通過分析各區(qū)域的應力分布特征，能夠為蒙皮件的局部厚度優(yōu)化和形狀改進提供直接的設計依據(jù)，幫助確定關(guān)鍵區(qū)域是否需要增加材料厚度或調(diào)整局部形狀，顯著提升了檢測的系統(tǒng)性和指導價值。

46、從檢測精度上，本發(fā)明采用多階段遞進式評估方法和差異化檢測策略。通過設計不同斷裂特性的檢測材料，配合精細的分區(qū)檢測和漸進加載模式，實現(xiàn)了從宏觀篩查到局部精確評估的逐層遞進。特別是在關(guān)鍵區(qū)域，通過調(diào)整檢測段寬度和間距，可獲得更高精度的應力分布數(shù)據(jù)，為連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了精確的技術(shù)依據(jù)。

47、從操作實用性上，本發(fā)明設計了標準化的檢測結(jié)構(gòu)和規(guī)范的操作流程。特制檢測膠帶的應用顯著簡化了檢測準備工作，提高了檢測效率。溫敏變色響應檢測方法則提供了直觀的結(jié)果判讀方式。這些改進使得檢測方法具有很強的實用性和推廣價值，能夠滿足工程實踐中的各類檢測需求。

48、從檢測可靠性上，本發(fā)明建立了完整的環(huán)境控制和數(shù)據(jù)采集體系。通過精確控制溫濕度等環(huán)境參數(shù)，配備高速攝像等先進設備，采用標準化的數(shù)據(jù)記錄方式，確保了檢測過程的穩(wěn)定性和結(jié)果的可靠性。檢測結(jié)構(gòu)的可逆性能和良好的重復性，則為連接結(jié)構(gòu)的持續(xù)優(yōu)化提供了可靠保障。

49、從成本效益上，本發(fā)明的檢測方法具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。檢測結(jié)構(gòu)采用常見材料制備，操作流程簡單規(guī)范，檢測設備通用性強，維護成本低。特別是溫敏變色材料的可逆性能，顯著降低了重復檢測的材料成本。這些特點使得該方法具有良好的推廣應用前景。

50、總體而言，本發(fā)明通過系統(tǒng)化的技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)了檢測性能的全面提升，為固體材料及其連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計提供了可靠的技術(shù)支持。該方法在保證檢測精度和可靠性的同時，具有操作便捷、成本合理等顯著優(yōu)勢，對提升無人機的制造和維護水平具有重要的實踐意義。