CN108801823B - 一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统。所述评估方法包括：获取一维梁结构的梁结构参数；获取二维板结构的板结构参数；根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；根据所述振动微分方程确定目标函数；根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。采用本发明所提供的评估方法及系统能够采用无损、原位的检测手段对早期复合材料状态进行评估，表征出复合材料结构的局部疲劳状态。

Description

一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统
技术领域
本发明涉及复合材料结构疲劳状态评估领域，特别是涉及一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统。
背景技术
飞机结构大部分由梁、板类结构组成，在实际使用过程中，结构始终处于强烈的振动状态下。由于这些周期性的激励载荷作用，飞机某些部位经常会因振动而产生疲劳，严重时甚至会引起结构的断裂，造成重大的安全事故。因此，对飞机结构，特别是目前广泛应用的复合材料结构，进行周期性的疲劳特性评估，对于保障结构安全和可靠性能具有非常重大的意义和价值。
目前，航空领域中常用的无损检测方法有超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测和X射线检测。这些方法通过无损测量的形式对结构中出现的气孔、裂纹等损伤进行识别，保证结构的安全和可靠性能；然而，在复合材料结构疲劳初期，材料往往不会出现明显的缺陷，采用常规无损检测方法难以对早期的疲劳特性进行量化评价。很多研究表明复合材料的疲劳演化规律可以通过检测剩余刚度的方式进行量化评估，由于结构剩余刚度通常采用拉伸试验的方式获取，在实际应用环境下，该方法难以通过无损的方式实施，具有很大的局限性。此外，因结构振动引起的材料疲劳具有很强的局部特性，特别是在结构振型中应力集中的区域，局部疲劳现象最为严重。综上所述，目前针对飞机结构疲劳状态的评估方法仍存在以下3个主要难点：
1.疲劳早期复合材料状态难以评估
2.无损、原位的检测手段难以实施
3.结构疲劳的局部效应难以表征
发明内容
本发明的目的是提供一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统，以解决疲劳早期复合材料状态难以采用无损、原位的检测手段进行评估且结构疲劳的局部效应难以表征的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法，包括：
获取一维梁结构的梁结构参数；所述梁结构参数包括梁结构密度、惯性矩、截面积、振动角频率以及所述一维梁结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
获取二维板结构的板结构参数；所述板结构参数包括板厚、板结构密度、振动角频率以及所述二维板结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；所述待识别的振动微分方程包括关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程以及关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；
根据所述振动微分方程确定目标函数；所述目标函数包括关于所述一维梁结构的目标函数以及关于所述二维板结构的目标函数；
根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子包括所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子以及所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；
根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。
可选的，所述获取一维梁结构的梁结构参数之前，还包括：
利用激振器进行单一频率的激励并利用激光多普勒测振仪获取结构的稳态振动位移。
可选的，所述根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程，具体包括：
根据公式确定关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程；
根据公式(D▽4-ρhω2)w(x,y)＝0确定关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；
其中，E为所述复合材料结构的弹性模量；ρ为所述复合材料结构的密度；I为所述复合材料结构的惯性矩；S为所述复合材料结构的截面积；ω是振动角频率w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x,y)是位置(x,y)处稳态振动下的位移；D为抗弯刚度：▽4为算子：ν为材料的泊松比。
可选的，所述根据所述振动微分方程确定目标函数，具体包括：
根据公式确定关于所述一维梁结构的目标函数；
根据公式确定关于所述二维板结构的目标函数；
其中，S(x,E)为所述复合材料结构在位置x处的目标函数；S(x,y,E)为所述复合材料结构在位置(x,y)处的目标函数；τ为尺度参数；i、j为积分变量；η(i)以及η(i,j)为所述复合材料结构识别过程中的窗函数；识别出的待识别参数满足S(x,E)或S(x,y,E)取最小值，是E的估计值，记作：
待识别参数是位置的函数，记作E(x)或E(x,y)。
可选的，所述根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子，具体包括：
根据公式确定所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子；
根据公式确定所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；
其中，n表示疲劳载荷的周期数，则的下标表示识别时的疲劳载荷周期数；Ef为定义的材料失效时对应的弹性模量。
一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估系统，包括：
梁结构参数获取模块，用于获取一维梁结构的梁结构参数；所述梁结构参数包括梁结构密度、惯性矩、截面积、振动角频率以及所述一维梁结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
板结构参数获取模块，用于获取二维板结构的板结构参数；所述板结构参数包括板厚、板结构密度、振动角频率以及所述二维板结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
振动微分方程确定模块，用于根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；所述待识别的振动微分方程包括关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程以及关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；
目标函数确定模块，用于根据所述振动微分方程确定目标函数；所述目标函数包括关于所述一维梁结构的目标函数以及关于所述二维板结构的目标函数；
局部疲劳损伤因子确定模块，用于根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子包括所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子以及所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；
疲劳状态评估模块，用于根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。
可选的，还包括：
激励模块，用于利用激振器进行单一频率的激励并利用激光多普勒测振仪获取结构的稳态振动位移。
可选的，所述振动微分方程确定模块具体包括：
一维梁结构振动微分方程确定单元，用于根据公式确定关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程；
二维板结构振动微分方程确定单元，用于根据公式(D▽4-ρhω2)w(x,y)＝0确定关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；
其中，E为所述复合材料结构的弹性模量；ρ为所述复合材料结构的密度；I为所述复合材料结构的惯性矩；S为所述复合材料结构的截面积；ω是振动角频率；w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x,y)是位置(x,y)处稳态振动下的位移；D为抗弯刚度：▽4为算子：ν为材料的泊松比。
可选的，所述目标函数确定模块具体包括：
一维梁结构目标函数确定单元，用于根据公式确定关于所述一维梁结构的目标函数；
二维板结构目标函数确定单元，用于根据公式确定关于所述二维板结构的目标函数；
其中，S(x,E)为所述复合材料结构在位置x处的目标函数；S(x,y,E)为所述复合材料结构在位置(x,y)处的目标函数；τ为尺度参数；i、j为积分变量；η(i)以及η(i,j)为所述复合材料结构识别过程中的窗函数；识别出的待识别参数满足S(x,E)或S(x,y,E)取最小值，是E的估计值，记作：
待识别参数是位置的函数，记作E(x)或E(x,y)。
可选的，所述局部疲劳损伤因子确定模块具体包括：
一维梁结构局部疲劳损伤因子确定单元，用于根据公式确定所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子；
二维板结构局部疲劳损伤因子确定单元，用于根据公式确定所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；
其中，n表示疲劳载荷的周期数，则的下标表示识别时的疲劳载荷周期数；Ef为定义的材料失效时对应的弹性模量。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：采用本发明所提供的一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统，针对飞机上常见的梁类结构以及板类结构，根据两类具体的结构参数确定关于振动位置的函数，根据目标函数能够确定早期复合材料的不同局部结构的局部疲劳损伤因子，在无损情况下，根据局部疲劳损伤因子确定复合材料的当前疲劳状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的局部疲劳评估方法流程图；
图2为本发明所提供的局部疲劳评估系统结构图；
图3为本发明所提供的计算梁结构的疲劳损伤因子的操作流程方法流程图；
图4为本发明所提供的复合材料梁结构的测量原理示意图；
图5为本发明所提供的模拟梁结构的振动位移曲线；
图6为本发明所提供的模拟梁结构的弹性模量识别结果示意图；
图7为本发明所提供的模拟梁结构的疲劳损伤因子识别结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法及系统，能够采用无损、原位的检测手段对早期复合材料状态进行评估，表征出复合材料结构的局部疲劳状态。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的局部疲劳评估方法流程图，如图1所示，一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法，包括：
步骤101：获取一维梁结构的梁结构参数；所述梁结构参数包括梁结构密度、惯性矩、截面积、振动角频率以及所述一维梁结构的任一位置在稳态振动下的振动位移。
步骤102：获取二维板结构的板结构参数；所述板结构参数包括板厚、板结构密度、振动角频率以及所述二维板结构的任一位置在稳态振动下的振动位移。
其中，振动角频率选择偏移整体结构共振的角频率；在所述步骤101之前，还包括：利用激振器进行单一频率的激励并利用激光多普勒测振仪获取结构的稳态振动位移；激励设备使用电磁式激振器，振动位移测量采用激光扫描测振仪。
步骤103：根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；所述待识别的振动微分方程包括关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程以及关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程。
根据一维梁/二维板结构的力学模型，确定待识别的振动微分方程如下：
一维梁结构：
二维板结构：
(D▽4-ρhω2)w(x,y)＝0。
其中，E为所述复合材料结构的弹性模量；ρ为所述复合材料结构的密度；I为所述复合材料结构的惯性矩；S为所述复合材料结构的截面积；ω是振动角频率；w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x,y)是位置(x,y)处稳态振动下的位移；D为抗弯刚度：▽4为算子：ν为材料的泊松比，高阶导数数值差分方式为中心差分法。
确定振动微分方程中的已知变量：对于一维梁结构，包括ρ、I、S、ω、w(x)，并利用数值差分计算w(x)的高阶导数；对于二维板结构，包括D、h、ρ、ω、w(x,y)，并利用数值差分计算w(x,y)的高阶导数。
步骤104：根据所述振动微分方程确定目标函数；所述目标函数包括关于所述一维梁结构的目标函数以及关于所述二维板结构的目标函数。
定义一维梁结构/二维板结构在位置x/(x,y)处的目标函数S(x,E)/S(x,y,E)如下：
一维梁结构：
二维板结构：
其中τ为尺度参数，i、j为积分变量，η(i)/η(i,j)为一维梁/二维板识别过程中的窗函数，窗函数η(i)/η(i,j)可以选择汉宁窗、矩形窗、高斯窗等；识别出的参数满足S(x,E)/S(x,y,E)取最小值，记作：
待识别参数是位置的函数，因此可记作E(x)/E(x,y)。
步骤105：根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子包括所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子以及所述二维板结构的局部疲劳损伤因子。
定义一维梁/二维板结构的局部疲劳损伤因子D(x,n)/D(x,y,n)用于表征复合材料结构的疲劳特性，具体如下：
一维梁结构：
二维板结构：
其中，n表示疲劳载荷的周期数、的下标表示识别时的疲劳载荷周期数；Ef为定义的材料失效时对应的弹性模量。
步骤106：根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。
图2为本发明所提供的局部疲劳评估系统结构图，如图2所示，一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估系统，包括：
梁结构参数获取模块201，用于获取一维梁结构的梁结构参数；所述梁结构参数包括梁结构密度、惯性矩、截面积、振动角频率以及所述一维梁结构的任一位置在稳态振动下的振动位移。
板结构参数获取模块202，用于获取二维板结构的板结构参数；所述板结构参数包括板厚、板结构密度、振动角频率以及所述二维板结构的任一位置在稳态振动下的振动位移。
振动微分方程确定模块203，用于根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；所述待识别的振动微分方程包括关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程以及关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程。
所述振动微分方程确定模块203具体包括：
一维梁结构振动微分方程确定单元，用于根据公式确定关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程。
二维板结构振动微分方程确定单元，用于根据公式(D▽4-ρhω2)w(x,y)＝0确定关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程。
其中，E为所述复合材料结构的弹性模量；ρ为所述复合材料结构的密度；I为所述复合材料结构的惯性矩；S为所述复合材料结构的截面积；ω是振动角频率；w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x,y)是位置(x,y)处稳态振动下的位移；D为抗弯刚度：▽4为算子：ν为材料的泊松比。
目标函数确定模块204，用于根据所述振动微分方程确定目标函数；所述目标函数包括关于所述一维梁结构的目标函数以及关于所述二维板结构的目标函数。
所述目标函数确定模块204具体包括：
一维梁结构目标函数确定单元，用于根据公式确定关于所述一维梁结构的目标函数。
二维板结构目标函数确定单元，用于根据公式确定关于所述二维板结构的目标函数。
其中，S(x,E)为所述复合材料结构在位置x处的目标函数；S(x,y,E)为所述复合材料结构在位置(x,y)处的目标函数；τ为尺度参数；i、j为积分变量；η(i)以及η(i,j)为所述复合材料结构识别过程中的窗函数；识别出的待识别参数满足S(x,E)或S(x,y,E)取最小值，是E的估计值，记作：
待识别参数是位置的函数，记作E(x)或E(x,y)。
局部疲劳损伤因子确定模块205，用于根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子包括所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子以及所述二维板结构的局部疲劳损伤因子。
所述局部疲劳损伤因子确定模块205具体包括：
一维梁结构局部疲劳损伤因子确定单元，用于根据公式确定所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子。
二维板结构局部疲劳损伤因子确定单元，用于根据公式确定所述二维板结构的局部疲劳损伤因子。
其中，n表示疲劳载荷的周期数，则的下标表示识别时的疲劳载荷周期数；Ef为定义的材料失效时对应的弹性模量。
疲劳状态评估模块206，用于根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。
以一维梁结构为例，详细说明本发明的技术方案：
如图3所示，为了计算梁结构的疲劳损伤因子，操作流程主要分成五个步骤。
步骤1：选取复合材料梁结构的待测区域。以一端固支的梁结构为例，待测区域选择为梁不受载荷的自由区域，如图4所示，由于结构为一维梁结构，确定待识别的振动微分方程为：
步骤2：如图4所示，在待测区域外使用电磁激振器对结构进行单一频率的激励，保证结构处于稳态振动。本例所述的振动激励频率应避开结构的固有频率。采用激光扫描测振仪获取结构振动位移wi。wi表示振动位移函数的离散形式，下标i表示测点编号。本例中激光扫描测振仪的扫描间距d选择在振动波长的1/8～1/10之间。如图5所示，一个局部出现疲劳引起刚度下降的复合材料梁的振动位移。
步骤3：确定待识别振动微分方程中的已知参数，其中包括ρ、I、S、ω、wi及其4阶导数。wi的4阶导数通过中心差分法计算得到：
步骤4：选择识别过程中的窗函数，识别梁结构局部弹性模量。窗函数与测量得到的振动位移一致，选择为离散形式的汉宁窗ηi，表1为本发明所提供的汉宁窗ηi表，如表1所示：
表1
η<sub>-5</sub> η<sub>-4</sub> η<sub>-3</sub> η<sub>-2</sub> η<sub>-1</sub> η<sub>0</sub> η<sub>1</sub> η<sub>2</sub> η<sub>3</sub> η<sub>4</sub> η<sub>5</sub>
0 0.096 0.346 0.655 0.905 1 0.905 0.655 0.346 0.096 0
其中，尺度为11个采样点，实际尺度长度为10d；不同窗函数对应的效果略有差异。矩形窗函数对窗内所有的数据进行处理，每个数据权重相同，突出整体数据的特征；高斯窗对窗内进行数据处理时，窗中心的数据权重高，突出中心数据的特征；根据评价区间长度的需求和测量噪声的影响综合确定窗宽。
目标函数S(x,E)表达成离散形式Si(E)：
利用最小二乘法求解点i位置处，参数满足Si(E)取最小值，记作：
如图6所示，利用图5的振动位移曲线计算得到复合材料梁结构的局部弹性模量。
步骤5：计算局部疲劳损伤因子。本例中，局部疲劳损伤因子为离散形式，计算公式为：
其中，下面i表示第i个测量点的位置，材料初始的弹性模量E0为62GPa，疲劳失效时的弹性模量Ef为65％的材料初始的弹性模量；表示当前疲劳载荷周期数n时第i个点位置的识别出的弹性模量；如图7所示，计算出的疲劳损伤因子曲线范围为[0,1]，部分点因弹性模量识别时的跳变而超出范围；由图可以看出疲劳区域为0.3m附近处；当疲劳损伤因子为1时，结构出现疲劳失效。
根据结构实际使用过程中测量得到疲劳损伤因子曲线；不同材料、不同结构、不同工作环境对疲劳损伤因子曲线都是有影响的；即使条件相同，这个曲线也会由于材料分散性出现偏差；本发明根据疲劳损伤因子值的大小来判断结构局部的疲劳情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估方法，其特征在于，包括：
获取一维梁结构的梁结构参数；所述梁结构参数包括梁结构密度、惯性矩、截面积、振动角频率以及所述一维梁结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
获取二维板结构的板结构参数；所述板结构参数包括板厚、板结构密度、振动角频率以及所述二维板结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；所述待识别的振动微分方程包括关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程以及关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；所述根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程，具体包括：
根据公式确定关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程；
根据公式确定关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；
其中，E为所述复合材料结构的弹性模量；ρ为所述复合材料结构的密度；I为所述复合材料结构的惯性矩；S为所述复合材料结构的截面积；ω是振动角频率；w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x,y)是位置(x,y)处稳态振动下的位移；D为抗弯刚度：▽4为算子：ν为材料的泊松比；
根据所述振动微分方程确定目标函数；所述目标函数包括关于所述一维梁结构的目标函数以及关于所述二维板结构的目标函数；所述根据所述振动微分方程确定目标函数，具体包括：
根据公式确定关于所述一维梁结构的目标函数；
根据公式确定关于所述二维板结构的目标函数；
其中，S(x,E)为所述复合材料结构在位置x处的目标函数；S(x,y,E)为所述复合材料结构在位置(x,y)处的目标函数；τ为尺度参数；i、j为积分变量；η(i)以及η(i,j)为所述复合材料结构识别过程中的窗函数；识别出的待识别参数满足S(x,E)或S(x,y,E)取最小值，是E的估计值，记作：
待识别参数是位置的函数，记作E(x)或E(x,y)；
根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子包括所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子以及所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；所述根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子，具体包括：
根据公式确定所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子；
根据公式确定所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；
其中，n表示疲劳载荷的周期数，则的下标表示识别时的疲劳载荷周期数；Ef为定义的材料失效时对应的弹性模量；
根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。
2.根据权利要求1所述的局部疲劳评估方法，其特征在于，所述获取一维梁结构的梁结构参数之前，还包括：
利用激振器进行单一频率的激励并利用激光多普勒测振仪获取结构的稳态振动位移。
3.一种多尺度的复合材料结构局部疲劳评估系统，其特征在于，包括：
梁结构参数获取模块，用于获取一维梁结构的梁结构参数；所述梁结构参数包括梁结构密度、惯性矩、截面积、振动角频率以及所述一维梁结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
板结构参数获取模块，用于获取二维板结构的板结构参数；所述板结构参数包括板厚、板结构密度、振动角频率以及所述二维板结构的任一位置在稳态振动下的振动位移；
振动微分方程确定模块，用于根据所述梁结构参数以及所述板结构参数确定待识别的振动微分方程；所述待识别的振动微分方程包括关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程以及关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；所述振动微分方程确定模块具体包括：
一维梁结构振动微分方程确定单元，用于根据公式确定关于所述一维梁结构的待识别的振动微分方程；
二维板结构振动微分方程确定单元，用于根据公式确定关于所述二维板结构的待识别的振动微分方程；
其中，E为所述复合材料结构的弹性模量；ρ为所述复合材料结构的密度；I为所述复合材料结构的惯性矩；S为所述复合材料结构的截面积；ω是振动角频率；w(x)是位置x处稳态振动下的位移；h是板厚；w(x,y)是位置(x,y)处稳态振动下的位移；D为抗弯刚度：▽4为算子：ν为材料的泊松比；
目标函数确定模块，用于根据所述振动微分方程确定目标函数；所述目标函数包括关于所述一维梁结构的目标函数以及关于所述二维板结构的目标函数；所述目标函数确定模块具体包括：
一维梁结构目标函数确定单元，用于根据公式确定关于所述一维梁结构的目标函数；
二维板结构目标函数确定单元，用于根据公式确定关于所述二维板结构的目标函数；
其中，S(x,E)为所述复合材料结构在位置x处的目标函数；S(x,y,E)为所述复合材料结构在位置(x,y)处的目标函数；τ为尺度参数；i、j为积分变量；η(i)以及η(i,j)为所述复合材料结构识别过程中的窗函数；识别出的待识别参数满足S(x,E)或S(x,y,E)取最小值，是E的估计值，记作：
待识别参数是位置的函数，记作E(x)或E(x,y)；
局部疲劳损伤因子确定模块，用于根据所述目标函数确定局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子包括所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子以及所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；所述局部疲劳损伤因子确定模块具体包括：
一维梁结构局部疲劳损伤因子确定单元，用于根据公式确定所述一维梁结构的局部疲劳损伤因子；
二维板结构局部疲劳损伤因子确定单元，用于根据公式确定所述二维板结构的局部疲劳损伤因子；
其中，n表示疲劳载荷的周期数，则的下标表示识别时的疲劳载荷周期数；Ef为定义的材料失效时对应的弹性模量；
疲劳状态评估模块，用于根据所述局部疲劳损伤因子评估复合材料结构的疲劳状态。
4.根据权利要求3所述的局部疲劳评估系统，其特征在于，还包括：
激励模块，用于利用激振器进行单一频率的激励并利用激光多普勒测振仪获取结构的稳态振动位移。
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