[發(fā)明專利]一種基于概率學(xué)理論的飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測間隔確定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711391190.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108121870A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭雙;賈大煒;支晗;劉可佳;朱照澤;柴寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽杰克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 婁華

1.種基于概率學(xué)理論的飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測間隔確定方法，其特征在于需滿足下列情況：即載荷具有“K.LL”水平，同時(shí)存在的漏檢意外沖擊損傷使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低到“K.LL”載荷水平的概率是及其不可能的，采用下面公式計(jì)算表述以上情況：概率_{載荷(K×LL)}×概率_{漏檢損傷(K×LL)}≤10^-9/fh。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于概率學(xué)理論的飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測間隔確定方法，其特征在于具體方法如下：

令P_at表示結(jié)構(gòu)在單次飛行或單位飛行小時(shí)中受到的沖擊威脅概率；P_rat表示結(jié)構(gòu)載荷大于結(jié)構(gòu)損傷后的剩余強(qiáng)度的概率；P_dat表示結(jié)構(gòu)損傷的檢出概率，需要分別統(tǒng)計(jì)針對結(jié)構(gòu)的各種檢測方法的P_dat曲線；由上面公式，為了保證結(jié)構(gòu)的服役安全性，在結(jié)構(gòu)的檢測周期內(nèi)必須滿足下列公式：

P_rat×P_at×(1-P_dat)≤10^-9/fh；

式中P_at×(1-P_dat)表示事件“漏檢的意外沖擊損傷使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低到K×LL載荷水平”發(fā)生的概率，其具體的實(shí)現(xiàn)過程如下：

步驟一：確定沖擊損傷來源于飛機(jī)服役或者維修操作，利用雙參數(shù)WEIBULL分布或者對數(shù)分布描述結(jié)構(gòu)沖擊威脅分布(P_at)；根據(jù)確定的沖擊威脅概率曲線，選定沖擊能量并且確定此能量出現(xiàn)的概率；

步驟二：建立能量水平(E)和凹坑深度(δ)的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)確定的沖擊能量與凹坑深度關(guān)系，確定給定沖擊能量下結(jié)構(gòu)的凹坑深度δ；

步驟三：確定凹坑深度的損傷檢出概率；損傷檢出概率符合累積正態(tài)定律；

步驟四：建立沖擊能量與損傷尺寸之間的函數(shù)關(guān)系:Sd＝f(E,t,a,b)；確定給定沖擊能量下的損傷尺寸；沖擊能量和損傷尺寸用簡單的線性關(guān)系描述；

步驟五：確定損傷尺寸對應(yīng)的剩余強(qiáng)度，并根據(jù)確定的載荷出現(xiàn)概率來確定載荷大于剩余強(qiáng)度的概率P_rat。

步驟六：計(jì)算給定沖擊能量下的結(jié)構(gòu)失效概率，計(jì)算公式如下：

P_at(ε_residual(E))×(1-P_dat(E))×ΔP_rat(E)；

步驟七：計(jì)算得出結(jié)構(gòu)的檢測間隔；

假設(shè)結(jié)構(gòu)總的飛行時(shí)間是N個(gè)飛行小時(shí)，檢測間隔為m個(gè)飛行小時(shí)，僅考慮第j個(gè)沖擊源所導(dǎo)致的失效，則飛機(jī)壽命結(jié)束前最后1h結(jié)構(gòu)的損傷發(fā)生概率為：

Σ i = 1 N / m [ 1 - ( 1 - ΔP a t ) m ] ( 1 - P d a t ) i - 1 ]]>

其中在完成一次檢測周期時(shí)結(jié)構(gòu)至少存在一個(gè)意外損傷的概率，寫成：

1-(1-ΔP_at)^m＝mΔP_at

因此可以推得結(jié)構(gòu)的失效概率為：

P f a i l u r e j = Σ E = E 1 E 2 { P r a t × Σ i = 1 N / m m × ΔP a t × [ 1 - P d a t ] i - 1 } ]]>

結(jié)構(gòu)的總失效概率等于不同沖擊源引起的失效概率總和，檢測間隔必須使得總的失效概率小于或等于規(guī)定的失效風(fēng)險(xiǎn)，一般為10^-9/fh；令上面公式小于等于10^-9，公示中只有m為未知數(shù)，即求得m為最長檢查間隔，維修定義的檢查間隔一定小于m小時(shí)。