雷显席， 周 虹， 杨 光

（上海工程技术大学航空运输学院， 上海 201620）

0 引 言

金属在加工与使用期间，其自身结构表面或者内部产生的裂纹，将导致工程事故的发生，从而造成重大的经济损失，甚至人员伤亡。 所以，在结构受到一些复杂应力影响的同时，能够及时检测服役工件对使用零件造成安全因素至关重要。 飞机机身壁板结构的广布疲劳损伤（Wide-spread Fatigue Damage， WFD）是飞机结构重要的失效形式之一，严重威胁着飞机服役的安全性和可靠性。 如：1988 年阿罗哈航空公司一架波音737 型客机，增压舱纵向蒙皮搭接结构处的铆钉孔发生了不可检出的多部位损伤裂纹，这些裂纹在飞机飞行过程中相互连通，从而导致事故发生，严重威胁着飞机和乘客安全［1］。 由于在检测裂纹中存在很多精准问题，并且还不可提前预知，因而存在许多不可预防的问题。 如果裂纹损伤未能及时被发现，则可能因裂纹不受控扩展导致机身结构破坏、延长试验周期。 因此，在飞机结构疲劳试验中实现早期裂纹的精确检测十分关键［2］。 随着数字孪生技术的发展，可以实现以代理模型来预测现实金属中存在裂纹扩展的方法，并以实时数据不断提高代理模型预测裂纹的精度。

1991 年，数字孪生技术被首次提出， 2010 年美国宇航局的约翰·维克斯引入了一个新术语——数字孪生。 数字孪生是指用数字化信息表示现实存在的物理世界，同时能够与物理世界同步映射，以及模拟运行系统的整个生命周期［3］。 数字孪生技术发展之中具有越来越多的可研究性，数字孪生最大的作用就是帮助制造业简化流程效率，提升运作精确度，提前演练发现问题等。……