郑星，王志国

(南京航空航天大学 机电学院, 江苏 南京 210016)

0 引言

全机疲劳试验是飞机设计与制造过程中非常重要的试验。该试验通过在飞机关键结构上布设应变传感器，全程监测试验载荷作用下的结构应变响应历程，并通过应变的变化趋势判断传感器布设区域是否出现疑似疲劳裂纹，从而及时进行进一步检测。全机疲劳试验对于改进飞机结构、改进制造工艺、确定结构使用寿命和制定检查维修大纲等都具有重要意义[1]。

试验中测得的应变数据具有周期长、测量通道多、数据量大的特点，过去主要通过半自动半人工的方式进行分析。这种方式的缺陷在于：工作量大、效率低；在裂纹萌生初期，结构的应变响应难以察觉。为此，安刚等[2]等通过比较应变测量值与基准值之间的相对误差来进行裂纹检测。钟贵勇[3]提出了阈值法和历程数据线性回归法。这些方法较好地实现了实测应变数据的高效分析，但准确性仍需改善。

本文提出了一种基于分段线性回归的裂纹检测算法(以下简称“分段线性回归法”)，通过建立回归模型，能够确定疲劳裂纹萌生的时间，从而针对发生疲劳破坏后的实测应变数据进行分析，实现对裂纹的准确检测。同时，为了兼顾算法的效率，本文将其与传统的阈值法相结合，并在此基础上开发了全机疲劳试验数据分析系统。

1 裂纹检测的基本力学原理

在疲劳裂纹萌生前，飞机结构的应力、应变水平处于材料的弹性阶段，如图1所示。……