[发明专利]一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法，其特征在于：根据实际航天器的服役环境建立空间在轨航天器数字孪生体，根据激光加工工厂实际情况建立激光加工工厂数字孪生体，根据材料参数以及结构模型尺寸建立材料-结构数字孪生体，根据微观组织的生长机制建立微观组织数字孪生体，根据工艺缺陷种类及特征建立工艺缺陷数字孪生体，根据微观组织模型建立微观组织识别系统模块，根据缺陷评判标准建立缺陷识别系统模块，建立终端数据库、机器学习库、工艺专家系统；

所述空间在轨航天器数字孪生体包含了航天器的种类、结构、1∶1模型尺寸、航天器内部气体环境、航天器外部空间气体环境、航天器内部重力显示；

所述激光加工工厂数字孪生体包含了工厂温度、湿度、压力、激光加工设备模型、激光加工工艺模型及相关工艺参数；

所述材料-结构数字孪生体包含了结构模型、材料、材料高温与低温物理性能参数、材料力学性能参数；

所述微观组织数字孪生体包含了晶核产生机制、晶粒生长机制、晶粒生长协同机制；

所述工艺缺陷数字孪生体包含了缺陷种类、缺陷产生机制、缺陷长大机制及缺陷协同机制；

根据所述的空间在轨航天器数字孪生体、激光加工工厂数字孪生体、材料-结构数字孪生体、微观组织数字孪生体以及工艺缺陷数字孪生体之间存在的相互影响机制，确定空间在轨激光加工工艺过程的数字孪生体，完成激光加工过程实时监测；

所述微观组织识别系统模块包含了晶粒类型、晶粒生长以及停止生长评判标准、晶粒细化策略；

所述缺陷识别系统模块包含了宏观与微观尺度缺陷的评判标准、改进或消除策略；

根据所述的晶粒识别系统模块与缺陷识别模块的协同作用，可实现空间在轨激光加工工艺过程的实时监测，包含了宏观与微观尺度，其中，宏观包括宏观形貌、变形、表面缺陷等；微观尺度包括了晶粒种类、生长方向、生长速度、晶粒度及微观缺陷等。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法，其特征在于：获取在轨航天器的实时运行数据、内部空间环境数据，外部空间环境数据，将上述数据加载至航天器数字孪生体运行。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法，其特征在于：获取激光加工工厂制造过程的实时数据，结合金属晶粒生长机制与工艺缺陷产生机制，加载至激光加工工厂数字孪生体运行数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法，其特征在于，结合晶粒识别模块与缺陷识别模块，建立针对空间在轨激光加工过程的微观尺度实时监测系统。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法，其特征在于：所述数字孪生体的运行数据、实时监测系统所得数据可存储于终端数据库中，可实现离线调用，便于进行后处理分析。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的空间在轨激光加工过程实时监测方法，其特征在于：结合机器学习库与工艺专家系统，对本次激光加工工艺试验进行评定，根据本次试验的评定结果进行筛选，若评定结果为合格及以上，则将记录本次工艺所采用的所用数据，并为未来的工艺试验按优、良的顺序提供参数选择；若评定结果为不合格，则为本次试验提供改进方案。