CompSTLar 项目将 TPC 材料转化为其自身的自适应结构健康监测（SHM）系统

快讯：CompSTLar 项目利用激光诱导石墨烯在结构部件内部构建无缝传感器，通过将数据与仿真相结合，实现用于原位监测和预测的虚拟应力测试。

Source | CompSTLar

欧盟CompSTLar项目致力于推进新一代飞机高性能复合材料航空结构件的设计、制造、维护和回收。这包括零缺陷制造、数字孪生以及旨在改善整个供应链数据流的模块化数字流程，此外还涵盖结构健康监测（SHM）等主题。

一个关键议题是探索如何将直接形成于热塑性复合材料（TPC）部件表面及各层内部的激光诱导石墨烯（LIG）图案，为飞机结构提供与仿真和数字孪生紧密关联的固有结构健康监测（SHM）系统。

结构部件内的无缝传感器 = 实时数据

将基于LIG的传感器直接写入TPC的各层（嵌入式）中，可在部件本身形成一个高度敏感且无缝的导电“神经系统”，无需额外的传感器或繁复的布线。该系统还具有贴合性强、重量轻且与航空复合材料兼容的特点，能够持续监测应变、损伤扩展和局部热点。因此，物理部件不再仅仅是“硬件”，而是成为了其自身数字孪生的数据源。

虚拟应力测试 = 预测性洞察

一旦部件完成传感器布设，CompSTLar 便将结构仿真与真实传感器数据相结合，从而能够探索数千种虚拟载荷工况和“假设”场景。他们还利用基于 LIG 的测量数据来验证和更新模型。模型与现实之间的差异，能在部件出现可见损伤之前很久就揭示出隐藏的薄弱点。

我们不再需要问“有没有东西坏了？”，而是可以问：“这个部件接下来最有可能在哪里失效？”

闭环管理：从监测到预测

对于 TPC 航空结构件而言，这带来了以下优势：

• 基于状态的维护，取代固定的检修周期。
• 利用在役数据进行设计反馈，为未来的仿真和布局提供依据。
• 涵盖部件整个生命周期的数字记录，从首次受载到报废决策。

简而言之：激光诱导石墨烯使 TPC 成为具有自报告功能的结构，而仿真技术则将这些数据转化为可靠的预测。

您可以在 CompSTLar 的 LinkedIn 页面上阅读更多关于此项工作的内容。此外，您还可以在 CW 的传感器知识中心和文章档案中阅读更多关于传感器的内容，以及有关数字孪生、零缺陷制造和结构健康监测（SHM）的文章。