[发明专利]一种结构剩余寿命自动化快速评估方法和系统

摘要

本发明涉及一种结构剩余寿命自动化快速评估方法和系统，将结构健康监测技术与自动化无损检测技术结合起来，取其各自优点，组成一个检测与评估系统，对航空大面积复合材料结构中的损伤进行快速定量地检测并对结构的剩余强度/寿命进行自动化的评估。采用本发明不仅可以提高航空结构的检测与维护效率，缩短停机时间，而且可以降低运营成本；在本发明中，结构健康监测技术所采用的典型技术包含但不限于基于压电传感器的损伤监测技术、基于压电传感器/光纤传感器的撞击监测技术等，自动化无损检测技术所采用的典型技术包含但不限于基于机械手臂的自动喷水超声C扫技术、基于机械手臂的激光超声检测技术等。

主权项

1.一种结构剩余寿命自动化快速评估方法，其特征在于包括以下步骤：1)在复合材料结构的外表面上粘贴传感器构建传感器网络，利用传感器网络的间距以及结构健康监测技术的识别精度确定监测定位结果所存在的距离误差；2)使结构健康监测子系统采集硬件处于工作状态：若监测撞击，则处于待触发状态，一旦结构受到撞击，采集传感器接收到的撞击信号；若监测损伤，设定激励信号、激励‑接收路径、采样参数，并激励、采集信号；3)设定阈值并判断初检损伤面积/撞击能量是否大于阈值；若大于阈值，则进入后续检测流程，反之，则检测流程结束；4)根据初检损伤/撞击位置与误差，确定自动化无损检测技术的详细检测区域与检测方案；当上一步确认需要详细检查时，根据结构健康监测技术初步检测的损伤/撞击位置以及所采用技术定位存在的最大距离误差，划定需要自动化无损检测技术详细检测的区域位置和大小；根据自动化无损检测技术在确定好的检测位置和区域设定详细检测的机械手臂运动轨迹与步进精度；5)驱动自动化无损检测的机械手臂，进行详细检测；利用上一步确定好的检测位置和检测方案，驱动装有激励/传感装置的机械手臂对待检测区域进行详细检查，并根据信号处理和诊断算法计算含有损伤信息的二维矩阵或三维矩阵，其中二维/三维矩阵代表结构空间点上的损伤情况；6)基于详细检测结果，预测结构剩余强度/寿命；基于上一步中详细检测得出的含有损伤信息的二维矩阵或三维矩阵，建立其与剩余强度/寿命计算模型刚度的对应关系，使得以二维/三维矩阵为输入，自动更新计算模型，并计算结构剩余强度/寿命。