[发明专利]智能光纤复合结构的自感知、识别和修复一体化方法

摘要

本发明公开了一种智能光纤复合结构的自感知、识别和修复一体化方法，据结构材料、受力和损伤特征选定光纤感知元件及其封装和布设形态，并与结构材料组合形成智能光纤复合结构，基于力学建模、数据分析和控制理论发展相匹配的损伤识别算法和自适应修复调控机制，使该智能光纤复合结构具备感知、识别和修复一体化的功能。本发明发展了兼顾结构性能和感知、识别和修复等多功能一体化的智能光纤复合结构，为航天军机结构装备外壳、机翼和发动机引擎等关键结构提供了功能增强的方法和器件，为飞机飞行和战斗过程中的连续实时监测和性能诊断提供有效的技术手段和可靠的数据支持，并服务于结构的安全评定、寿命预测及维护设计等。

主权项

1.一种智能光纤复合结构的自感知、识别和修复一体化方法，其特征是：根据被测结构的材料和几何特征、受力方式、损伤类型及失效模式，设计光纤感知元件的型号、封装材料和封装方式及布设形态，并与基体材料复合构建具备结构和感知性能的系列智能光纤复合结构(1‑9)；考虑局部微损伤的自适应修复，在光纤传感元件周围封装相同尺寸和形状的敏感环氧胶，在复合结构出现微裂纹时，液态胶会溢出填补损伤并遇空气固化形成高强高粘结环氧胶(21)修复结构损伤；同时，基于动力学理论和监测数据构建相应的结构状态评定和损伤识别算法(15)及自适应修复调控机制(16)，赋予该智能光纤复合结构自感知、识别和修复一体化的联动功能。在飞机结构飞行和作战状态时，该智能光纤复合结构自带的光纤传感网络可以对温度、应力和变形等物理参数进行监测及飞行姿态进行重构，跟踪飞行负载状况及战斗损伤的形成及发展，从而便于飞行员获取军机结构更准确实时的威胁评估和决策支持、确保其安全可靠飞行，同时也为航天军机结构维护和修复决策提供有效数据和科学方法及结构性能的改进和功能的增强提供有效的设计方法和工程技术。