[發(fā)明專利]一種噴涂層接觸疲勞壽命預(yù)測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710237621.5
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107194146B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海斗;馬潤波;董麗虹;底月蘭;郭偉;靖建農(nóng);徐雅薇;史悅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06K9/62;G06F119/06
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍

1.一種噴涂層接觸疲勞壽命預(yù)測方法，其特征在于，包括：

S1、獲取多組樣本數(shù)據(jù)，所述多組樣本數(shù)據(jù)為以涂層厚度和工況參數(shù)為變量，對多個噴涂有涂層的試驗基體進行接觸疲勞試驗獲取的；

S2、按照預(yù)設(shè)劃分規(guī)則，將所述多組樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集和測試集；

S3、采用支持向量機原理，根據(jù)所述訓(xùn)練集構(gòu)建預(yù)測模型；

S4、根據(jù)所述預(yù)測模型對待預(yù)測的噴涂層進行壽命預(yù)測，獲取所述待預(yù)測的噴涂層的預(yù)測壽命；

所述樣本數(shù)據(jù)包括試驗基體的試驗壽命；

相應(yīng)地，在步驟S2之前，步驟S1之后，所述方法還包括：

對各組樣本數(shù)據(jù)中的試驗壽命進行正態(tài)化處理；

判斷各組樣本數(shù)據(jù)中的試驗壽命的正態(tài)分布是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則執(zhí)行所述步驟S2；若否，則執(zhí)行所述步驟S1；

所述步驟S2包括：

根據(jù)接觸應(yīng)力、轉(zhuǎn)速、滑差率和涂層厚度四個可控制因素，從所述多組樣本數(shù)據(jù)中篩選出初始訓(xùn)練集；

采用黃金分割法，結(jié)合所述初始訓(xùn)練集中元素個數(shù)，確定所述訓(xùn)練集中包含的樣本數(shù)據(jù)個數(shù)的范圍；

對于每一訓(xùn)練集，獲取每一訓(xùn)練集中訓(xùn)練樣本的信息熵，每一訓(xùn)練集包含樣本數(shù)據(jù)的個數(shù)不同；

將信息熵最小的訓(xùn)練集中所包含的數(shù)據(jù)個數(shù)作為所述訓(xùn)練集中包含樣本數(shù)據(jù)的最優(yōu)個數(shù)；

將除去所述訓(xùn)練集之后的多組樣本數(shù)據(jù)作為所述測試集。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述樣本數(shù)據(jù)還包括：試驗基體的轉(zhuǎn)速、滑差率和接觸應(yīng)力；

相應(yīng)地，所述步驟S3包括：

以訓(xùn)練集中各組樣本數(shù)據(jù)的試驗基體的轉(zhuǎn)速、滑差率、接觸應(yīng)力以及噴涂層厚度為輸入值，試驗基體的試驗壽命為響應(yīng)值，采用支持向量機原理，構(gòu)建初始預(yù)測模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，在步驟S3之后和步驟S4之前，所述方法還包括：

通過所述測試集對所述預(yù)測模型進行測試，獲取所述測試集中各組樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的測試壽命；

根據(jù)所述測試集中每組樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的試驗壽命和測試壽命判斷所述預(yù)測模型是否合格；

若是，則執(zhí)行步驟S4；

若否，則執(zhí)行步驟S2-S3，直至構(gòu)建的預(yù)測模型合格為止。

4.一種噴涂層接觸疲勞壽命預(yù)測裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取多組樣本數(shù)據(jù)，所述多組樣本數(shù)據(jù)為以涂層厚度和工況參數(shù)為變量，對多個噴涂有涂層的試驗基體進行接觸疲勞試驗獲取的；

劃分模塊，用于按照預(yù)設(shè)劃分規(guī)則，將所述多組樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集和測試集；

建模模塊，用于采用支持向量機原理，根據(jù)所述訓(xùn)練集構(gòu)建預(yù)測模型；

預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測模型對待預(yù)測的噴涂層進行壽命預(yù)測，獲取所述待預(yù)測的噴涂層的預(yù)測壽命；

所述樣本數(shù)據(jù)包括試驗基體的試驗壽命；

相應(yīng)地，所述裝置還包括：第一優(yōu)化模塊；

所述第一優(yōu)化模塊，用于對各組樣本數(shù)據(jù)中的試驗壽命進行正態(tài)化處理；判斷各組樣本數(shù)據(jù)中的試驗壽命的正態(tài)分布是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則觸發(fā)所述劃分模塊；若否，則觸發(fā)所述獲取模塊；

所述劃分模塊，用于根據(jù)接觸應(yīng)力、轉(zhuǎn)速、滑差率和涂層厚度四個可控制因素，從所述多組樣本數(shù)據(jù)中篩選出初始訓(xùn)練集；

采用黃金分割法，結(jié)合所述初始訓(xùn)練集中元素個數(shù)，確定所述訓(xùn)練集中包含的樣本數(shù)據(jù)個數(shù)的范圍；

對于每一訓(xùn)練集，獲取每一訓(xùn)練集中訓(xùn)練樣本的信息熵，每一訓(xùn)練集包含樣本數(shù)據(jù)的個數(shù)不同；

將信息熵最小的訓(xùn)練集中所包含的數(shù)據(jù)個數(shù)作為所述訓(xùn)練集中包含樣本數(shù)據(jù)的最優(yōu)個數(shù)；

將除去所述訓(xùn)練集之后的多組樣本數(shù)據(jù)作為所述測試集。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述樣本數(shù)據(jù)還包括：試驗基體的轉(zhuǎn)速、滑差率和接觸應(yīng)力；

相應(yīng)地，所述建模模塊，用于以訓(xùn)練集中各組樣本數(shù)據(jù)的試驗基體的轉(zhuǎn)速、滑差率、接觸應(yīng)力以及噴涂層厚度為輸入值，試驗基體的試驗壽命為響應(yīng)值，采用支持向量機原理，構(gòu)建初始預(yù)測模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求4-5任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：第二優(yōu)化模塊；

所述第二優(yōu)化模塊，用于通過所述測試集對所述預(yù)測模型進行測試，獲取所述測試集中各組樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的測試壽命；根據(jù)所述測試集中每組樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的試驗壽命和測試壽命判斷所述預(yù)測模型是否合格；

若是，則觸發(fā)預(yù)測模塊；

若否，則觸發(fā)劃分模塊，直至所述建模模塊構(gòu)建的預(yù)測模型合格為止。