数字工程与数字孪生在航空疲劳与结构完整性领域的研究进展与展望

doi:10.7527/S1000-6893.2024.31022

飞行器数字孪生技术专刊

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数字工程与数字孪生在航空疲劳与结构完整性领域的研究进展与展望

代定强¹, 周轩¹, 董雷霆¹(), 孙侠生²

^1.北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191
^2.中国航空研究院，北京 100029

收稿日期:2024-08-01 修回日期:2024-08-27 接受日期:2024-10-08 出版日期:2024-10-16 发布日期:2024-10-15
通讯作者: 董雷霆 E-mail:ltdong@buaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(12072011);国家自然科学基金(52402510);航空科学基金(201909051001)

Research progress and prospects of digital engineering and digital twin in field of aeronautical fatigue and structural integrity

Dingqiang DAI¹, Xuan ZHOU¹, Leiting DONG¹(), Xiasheng SUN²

^1.School of Aeronautic Science and Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China
^2.Chinese Aeronautical Establishment，Beijing 100029，China

Received:2024-08-01 Revised:2024-08-27 Accepted:2024-10-08 Online:2024-10-16 Published:2024-10-15
Contact: Leiting DONG E-mail:ltdong@buaa.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(12072011);Aeronautical Science Foundation of China(201909051001)

摘要/Abstract

摘要：

疲劳与结构完整性贯穿飞机全生命周期，对于保障飞机飞行安全至关重要。作为一种集成化的数字方法，数字工程为飞机结构设计验证和使用维护提供了更高效、更可靠、更经济的解决方案，是未来飞机结构安全性设计与保障理念的重要发展方向。数字工程强调模型的重要性，其关键在于使用数字孪生融合各类模型和实测数据，实现疲劳与结构完整性的准确评估和保持。面向飞机设计验证和使用维护两个阶段，基于第31届航空疲劳与结构完整性国际委员会研讨会上各成员国报告的近期研究成果，梳理了国内外数字工程与数字孪生关键技术的研究进展，及其在飞机结构设计验证和使用维护中的具体工程案例。在此基础上，对相关技术的未来发展提出了展望和建议，以促进数字工程和数字孪生理念的进一步拓展和应用。

关键词: 数字工程, 数字孪生, 飞机结构, 疲劳与结构完整性, 结构仿真

Abstract:

Aeronautical fatigue and structural integrity are critical throughout the entire life cycle of an aircraft， ensuring flight safety. Digital engineering， as an integrated digital method， offers more efficient， reliable， and economical solutions for aircraft structural design， verification， operation and maintenance. It represents a significant future direction for aircraft structural safety design and sustainability. Central to digital engineering is the emphasis on models， with digital twin playing a pivotal role in integrating various models and measured data to achieve accurate assessments and maintenance of fatigue and structural integrity. This paper， informed by recent research findings presented at the 31st Symposium of International Committee on Aeronautical Fatigue （ICAF）， reviews the progress in key technologies related to digital engineering and digital twins， alongside their applications in aircraft structural design， verification， operation and maintenance. The paper also offers perspectives on future developments in these technologies to encourage further advancement and application of digital engineering and digital twin concepts.

Key words: digital engineering, digital twin, aircraft structure, fatigue and structural integrity, structural simulation

中图分类号:

V215

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图/表 16

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