[發(fā)明專利]基于裂紋檢出概率模型的概率壽命評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410654704.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN104392122A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鄧江;何晶靖;董邦林;張衛(wèi)方;陽(yáng)勁松;周藝斌;劉天嬌;方小亮;王紅勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于裂紋檢出概率(POD)模型的概率壽命評(píng)估方法。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)綜合運(yùn)用了傳感器技術(shù)、信號(hào)處理和分析技術(shù)、疲勞斷裂理論和概率統(tǒng)計(jì)理論等，對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為大型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性提供了重要參考。作為航空結(jié)構(gòu)最為普遍的失效機(jī)理，疲勞失效對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性有很大的影響，所以疲勞的診斷和預(yù)測(cè)成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的重要部分。基于蘭姆波的無(wú)損檢測(cè)因其經(jīng)濟(jì)性有著廣泛的應(yīng)用，而且越來(lái)越多的被應(yīng)用在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的壽命評(píng)估。但是檢測(cè)的可靠性影響壽命評(píng)估的精確性，故裂紋檢出概率被提出。由于初始裂紋的不確定以及后續(xù)的裂紋擴(kuò)展模型參數(shù)的不確定性，最終的壽命應(yīng)該是概率的表達(dá)形式，于是提出了概率壽命評(píng)估方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)理論分析選擇相應(yīng)的模型并進(jìn)行仿真，且通過(guò)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證方法的正確性。本發(fā)明提供一種基于裂紋檢出概率模型的概率壽命評(píng)估方法，所述方法適用于評(píng)估結(jié)構(gòu)件的概率疲勞損傷壽命，具體包括如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

第一步，裂紋檢出概率(POD)模型的計(jì)算；

對(duì)于實(shí)際的裂紋監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器信號(hào)擬合出的值稱為裂紋預(yù)測(cè)值，記為通過(guò)直接的測(cè)量得出的值稱為裂紋實(shí)際值，記為a。由于裂紋長(zhǎng)度的分布一般認(rèn)為服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，故裂紋預(yù)測(cè)值和裂紋實(shí)際值有如下關(guān)系：

lna^=α+βlna+ϵ]]>

其中，α,β,ε是通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)線性擬合出來(lái)的參數(shù)值，α,β是常值，ε是一個(gè)服從均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為σ_ε的正態(tài)隨機(jī)變量。

對(duì)于檢測(cè)設(shè)備，受檢測(cè)設(shè)備精度、工作環(huán)境、檢測(cè)對(duì)象等不確定性因素的影響，其自身會(huì)存在一個(gè)檢測(cè)閾值，設(shè)為檢測(cè)閾值是設(shè)備最小檢測(cè)裂紋值。如果裂紋預(yù)測(cè)值超出了設(shè)備檢測(cè)閾值就認(rèn)為裂紋被檢測(cè)到了。所以，當(dāng)實(shí)際裂紋長(zhǎng)度為a時(shí)，其被檢測(cè)到的概率有：

POD(a)=Pr(lna^>lna^th)]]>