机械工程学报

作者：陈健, 孟义兴, 袁慎芳, 徐秋慧, 王卉

单位：南京航空航天大学航空学院 南京 210016

关键词：搭接结构,裂纹扩展寿命预测,数字孪生,导波结构健康监测,贝叶斯滤波；

基金：国家自然科学基金创新群体(51921003)、国家自然科学基金青年(52205160)、国家自然科学基金面上(52275153)、江苏省自然科学基金青年(BK20220874)和江苏高校优势学科建设工程资助项目。

飞行器的高性能和长寿命需求对传统结构设计维护方法的变革提出了迫切要求。在数字孪生的理论思想下，提出一种飞行器搭接结构裂纹扩展寿命的在线预测方法，首先利用裂纹扩展准则和有限元模型建立搭接结构的数字孪生体及其代理模型，在结构服役过程中采用主动导波监测方法对物理实体搭接结构的裂纹长度进行监测，进一步通过贝叶斯滤波方法对搭接结构裂纹扩展准则参数进行修正，在此基础上结合数字孪生代理模型开展结构疲劳裂纹扩展寿命预测。通过蒙皮搭接结构的疲劳试验对方法进行验证，裂纹长度诊断结果的方均根误差为0.8 mm，在8万个载荷循环后裂纹扩展寿命预测结果的最大误差小于5%，表明了方法的有效性。

来源：2024年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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