仪器仪表学报

作者：刘小峰，周曾亮，柏林

单位：刘小峰,重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室 重庆 400044,liuxfeng0080@126.com,周曾亮,重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室 重庆 400044,,柏林,重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室 重庆 400044,

关键词：复材板;特征交互融合;应变能释放率模型;粒子滤波;寿命预测

基金：国家科技重大专项项目(J2019-IV-0001-0068)资助

针对复合材料层压板疲劳损伤量化评估困难与其演化不确定性问题，提出了基于多特征交互融合的复材板疲劳损伤演化追踪方法。通过构建Lamb波信号多域特征交互融合的损伤指数观测方程，结合应变能释放模型与粒子滤波算法实现了复材板损伤状态的追踪。通过提取Lamb波信号的时频域特征、动态时间规整特征和传递熵特征等多域特征，全面表征复合材料板疲劳损伤状态，并以此作为损伤状态观测量，建立了复材板的损伤状态空间模型。在研究多域特征与复材板损伤程度的线性相关性的基础上，创新性地引入多变量交互预测模型，对多域损伤特征进行交互融合，建立了Lamb波信号特征与复材板损伤评价指数之间的映射关系，形成了损伤指数观测方程。在复材板应变能释放率模型基础上，综合考虑损伤演化的不确定性因素，利用粒子滤波算法实现了对复材板裂纹密度与脱层大小等损伤状态的追踪。通过有限元仿真及T700G单向碳纤维预浸料制成的复材板疲劳试验数据的分析，验证了所提出方法在追踪和预测复材板损伤状态方面的有效性与准确性。本研究不仅揭示了损伤指数的演化规律，还为复材板损伤的实时监测和演化预测提供了新的技术途径。

来源：2025年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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