[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

说明书

本公开提供了一种航空复合材料修复数字孪生体与智能抢修方法、系统和设备，其中方法包括：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；数字孪生体根据修复实体的结构参数和损伤参数建立修复实体的初始可视化的数字模型；数字孪生体根据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，得到修复后的修复实体达到关键性能所需的目标修复工艺参数；数字孪生体根据修复工艺参数和初始可视化的数字模型，预测出修复实体关键性能的全场分布信息并显示与分析；和将接收到的目标修复工艺参数传输给修复工具；通过修复工具根据目标修复工艺参数设定修复工艺过程，实施修复实体的智能修复。

技术领域

本公开属于复合材料修复数字孪生体领域，尤其涉及一种航空复合材料修复数字孪生体与智能抢修方法、系统和设备。

背景技术

随着航空飞机整机复合材料使用比例快速提升，其应用范围逐步从非承力部件发展到承力部件，如飞机机身、整流罩、起落架舱门、扰流板、副翼等构件，对航空飞机结构安全起到越来越关键的作用。同时，航空飞机存量的快速增长，随着服役时间、复杂载荷和外部环境的作用，飞机复合材料的损伤与劣化不断累积，如何快速、智能地对航空飞机复合材料损伤进行评估、提供高效、可靠的修理方案和修复工艺已经变得越来越重要。

航空复合材料修复的一个显著需求就是“快”，但是目前航空复合材料修复存在耗时长、修复困难和修复成本昂贵的问题，对于具体结构更是如此。此外，航空复合材料部件中有很大一部分是易损伤、易损坏的结构，而且航空复合材料组分、结构、损伤和失效模式的多样性和复杂性对修理工艺及技术也都提出了严苛的要求，给实际修复过程中的修复工艺设计、修复过程实时预测与分析和智能抢修带来突出困难。因此开发一种能够根据损伤情况实现智能抢修的方法就尤为重要。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供了一种建立航空复合材料修复数字孪生体与智能抢修方法、系统和设备，以期至少部分地解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本公开提供的技术方案如下：

作为本公开的第一个方面，提供了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，修复要素包括损伤参数、修复工艺参数和结构参数；

通过数字孪生体根据修复实体的结构参数和损伤参数建立修复实体的初始可视化的数字模型，初始可视化的数字模型用于描述修复实体的结构参数和损失参数；

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

通过数字孪生体根据修复工艺参数和初始可视化的数字模型，实时预测出修复实体关键性能的全场分布信息并实时显示与分析；和将接收到的目标修复工艺参数传输给修复工具；

通过修复工具根据接收到的目标修复工艺参数设定修复工艺过程，实施修复实体的修复。

作为本公开的第二个方面，提供了一种航空复合材料的智能抢修系统，包括：

实时数据传输模块，用于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，修复要素包括损伤参数、修复工艺参数和结构参数；

数字模型获取模块，用于通过数字孪生体根据修复实体的结构参数和损伤参数建立修复实体的初始可视化的数字模型，初始可视化的数字模型用于描述修复实体的结构参数和损失参数；

智能抢修设计模块，用于通过数字孪生体根据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，得到修复后的修复实体在达到关键性能情况下所需的目标修复工艺参数；