[发明专利]航空复合材料修复数字孪生体与智能抢修方法、系统

权利要求书

1.一种利用航空复合材料修复数字孪生体的智能抢修方法，包括：

将实时采集得到的航空复合材料修复实体的修复要素传输给航空复合材料修复数字孪生体，其中，所述修复要素包括损伤参数、修复工艺参数和结构参数；

通过所述数字孪生体根据所述修复实体的结构参数和损伤参数建立所述修复实体的初始可视化的数字模型，所述初始可视化的数字模型用于描述所述修复实体的结构参数和损失参数；

通过所述数字孪生体根据所述修复工艺参数进行设计空间搜索，预测出不同修复工艺参数组合的关键性能，得到修复后的所述修复实体达到关键性能情况下所需的目标修复工艺参数；

通过所述数字孪生体根据所述修复工艺参数和所述初始可视化的数字模型，实时预测出所述修复实体关键性能的全场分布信息并实时显示与分析；和将接收到的所述目标修复工艺参数传输给修复工具；

通过所述修复工具根据接收到的所述目标修复工艺参数设定修复工艺过程，实施所述修复实体的修复。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述修复实体为：在制造和/或服役环节中遭受损伤后的实体构件；

所述复合材料由至少两种组分组成，且力学性能呈各向异性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，设计空间搜索通过如下方式得到：

通过所述数字孪生体利用降阶模型在设计空间中修复工艺参数组合下，获得所述修复实体修复后的关键性能；

其中，所述修复工艺参数组合包括温度、压力、尺寸、时间、固化度、工具路径中至少一种组合；

所述关键性能包括固化度、变形、应变、应力、拉伸强度、冲击强度、硬度、塑性、韧性中至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

根据所述修复工艺过程调控所述修复工具对所述修复实体的修复工艺。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

利用所述数字孪生体实时监测修复后的所述修复实体在服役阶段的参数变化。

6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括：

利用在所述修复工艺过程中实时采集的所述修复实体的修复数据，对所述数字孪生体进行动态更新，其中，所述修复数据包括修复工艺参数和观测数据。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

根据积累的多个所述修复实体的修复数据及对应的数字孪生体建立航空复合材料修复数字孪生体数据库，实现所述数字孪生体的分析、更新和进化。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数字孪生体是以修复实体样本的修复要素建立的修复数字模型和所述修复实体样本在修复过程建立的机理模型为训练数据，利用训练数据和/或实时采集的观测数据对待训练数字孪生体进行训练得到。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述数字孪生体包括统计推断模型、多尺度交互模型和数据同化模型，所述数字孪生体是通过如下步骤训练得到：

根据所述修复实体样本建立反映所述修复实体样本修复要素的修复数字模型，根据所述修复实体样本在修复过程的内部机制建立描述修复过程的机理模型；

将所述修复实体样本的修复数字模型和机理模型作为所述待训练数字孪生体的训练数据与机理约束；

根据所述训练数据、实时采集得到的修复实体样本的观测数据和机理模型中的先验知识数据训练所述待训练数字孪生体中的统计推断模型，输出预测数据；

在所述机理模型的约束下，根据所述预测数据和实时采集得到的所述修复实体样本的观测数据计算损失值，得到损失结果，利用所述损失结果迭代地调整所述待训练数字孪生体中的多尺度交互模型的参数，得到数字孪生体的多尺度交互模型和统计推断模型；以及

将实时采集得到的修复实体样本的新观测数据，输入到所述待训练数字孪生体中的数据同化模型中进行更新，得到所述数字孪生体的数据同化模型；

将所述数字孪生体中的统计推断模型、多尺度交互模型、数据同化模型进行集成，得到所述数字孪生体。