● 摘要
飞机在长期飞行过程中将不可避免地导致结构系统的损伤积累和抗力衰减，若这些损伤不能被及时发现，就可能导致结构突发性破坏，从而引发灾难性的事故。因此，对飞机结构进行在线健康监测，对潜在和实际损伤进行快速识别，对于保证飞行器的安全飞行，减少或避免灾害性事故发生具有重要的研究意义。
本文以金属机翼结构为研究对象，针对其在线损伤识别的需要，探索一种融合实测数据与仿真数据的结构损伤虚拟测试方法，并构建一个包含多学科仿真资源的分布式测试平台。主要包括以下几方面的研究工作：
1、机翼结构虚拟测试模型的的构建。利用电测法采集机翼表面的应变数据，联合ANSYS和WORKBENCH对机翼结构进行有限元仿真，然后根据贝叶斯-克里金插值融合算法，融合少量的实测应变数据和大量的有限元仿真数据，利用Matlab工具箱构建虚拟测试代理监测模型。
2、“计算容器”与“计算代理”计算架构的研究。在MFC框架下利用专业计算仿真资源的二次开发接口，开发出具有网络通信功能的软件模块，构成“计算代理”，实现测试数据和测控指令的通信。而MATLAB、ANSYS和LABVIEW等计算仿真资源作为“计算容器”，通过“计算代理”接入到虚拟测试系统中，发挥自身强大的分析与计算能力，共同来完成结构的损伤测试。
3、分布式虚拟测试平台的设计与实现。对整个分布式虚拟测试平台的系统架构，结构层次和工作流程进行设计，并且对各个测试节点的具体实现方法进行研究，设定了分布式平台的网络通信方案和指令格式，并设计了一种采用FPGA+ARM架构且具有WINCE嵌入式操作系统的多通道应变数据采集方案来驱动损伤测试的进行。
4、虚拟测试平台的损伤监测功能验证。通过金属板件疲劳损伤试验和机翼框架结构损伤识别试验，验证分布式虚拟测试平台连接可靠，各测试节点功能正常，通过虚拟测试模型、结构状态模式图和应变云图等多种可视化方式在线跟踪结构的健康状态，能够及时识别结构损伤。
整个分布式测试系统充分利用了各种专业仿真计算软件，降低了测试成本，简化了测试系统的开发步骤，提高了测试系统的可靠性，具有较高的工程应用价值。