[發明專利]一種金屬板裂紋損傷評估系統和方法

有效

• 申請號: 202110288947.7
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113204861B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張衛方;冉允萌;徐多;王翔宇;竇照峰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01B21/02;G06F111/08;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

1.一種金屬板裂紋損傷評估系統，其特征在于，該系統包括：

測量值獲取模塊，用于獲取金屬板裂紋長度測量值；

損傷計算模塊，根據所述金屬板裂紋長度測量值，結合疲勞裂紋擴展模型和最小二乘法估計模型計算金屬板裂紋長度計算值；

誤差修正模塊，利用核函數算法對所述金屬板裂紋長度計算值進行誤差修正，得到金屬板裂紋長度修正值；

剩余壽命計算模塊，根據所述金屬板裂紋長度修正值對所述金屬板的剩余壽命進行計算，得到金屬板剩余壽命計算值；

重采樣模塊，對所述金屬板裂紋長度修正值進行重采樣以得到金屬板裂紋長度重采樣值，及對所述金屬板剩余壽命計算值進行重采樣以得到金屬板剩余壽命重采樣值；以及

損傷評估模塊，基于所述金屬板裂紋長度測量值和所述金屬板裂紋長度修正值，根據所述金屬板裂紋長度重采樣值計算得到金屬板裂紋長度評估值，及根據所述金屬板剩余壽命重采樣值計算得到金屬板剩余壽命評估值；

其中，所述金屬板裂紋長度測量值包括多個周期時刻的值，所述金屬板裂紋長度計算值包括對應于所述金屬板裂紋長度測量值的多個周期時刻的值，所述金屬板裂紋長度修正值包括對應于所述金屬板裂紋長度計算值的所述多個周期時刻中的每個周期時刻的值進行多次修正后的值；

其中，所述疲勞裂紋擴展模型表示不同周期時刻的金屬板裂紋長度計算值的迭代關系，并且采用所述疲勞裂紋擴展模型表示計算金屬板裂紋長度計算值的函數的同時，結合所述最小二乘法估計模型對所述金屬板裂紋長度計算值的函數中的未知參量進行推導計算，以得到所述金屬板裂紋長度計算值。

2.根據權利要求1所述的金屬板裂紋損傷評估系統，其特征在于，所述損傷計算模塊還用于：

根據帕里斯公式得到帶有第一材料參數和第二材料參數的金屬板裂紋長度計算值的迭代計算公式；

利用第三材料參數表示所述第一材料參數和所述第二材料參數，根據帶遺忘因子的最小二乘法計算得到第三材料參數計算值；以及

根據所述第三材料參數計算值得到第一材料參數計算值和第二材料參數計算值，從而得到所述金屬板裂紋長度計算值。

3.根據權利要求2所述的金屬板裂紋損傷評估系統，其特征在于，所述誤差修正模塊還用于：

對第一材料參數初始值和第二材料參數初始值進行采樣，從而實現對第三材料參數初始值的采樣；

結合核函數算法對第三材料參數進行迭代計算得到第三材料參數在所述多個周期時刻中的每個周期時刻的多次修正后的值，即第三材料參數修正值；以及

根據所述第三材料參數修正值對所述金屬板裂紋長度計算值進行修正，得到所述金屬板裂紋長度修正值。

4.根據權利要求1或3所述的金屬板裂紋損傷評估系統，其特征在于，所述重采樣模塊包括：

裂紋長度重采樣子模塊，對所述金屬板裂紋長度修正值以隨機采樣的方式進行重采樣，得到金屬板裂紋長度重采樣值；以及

剩余壽命重采樣子模塊，對所述金屬板剩余壽命計算值以隨機采樣的方式進行重采樣，得到金屬板剩余壽命重采樣值。

5.根據權利要求4所述金屬板裂紋損傷評估系統，其特征在于，所述損傷評估模塊包括：

權重區間劃分子模塊，根據所述金屬板裂紋長度測量值和所述金屬板裂紋長度修正值計算所述金屬板裂紋長度修正值和金屬板剩余壽命計算值中每一個數值的權重，得到權重集，對所述權重集進行歸一化處理以得到所述權重集中每一個權重的歸一化權重值，基于所述權重集中每一個權重的歸一化權重值定義權重劃分區間；

權重獲取子模塊，獲取所述金屬板裂紋長度重采樣值對應的歸一化權重值和所述金屬板剩余壽命重采樣值對應的歸一化權重值；

裂紋長度評估子模塊，根據所述金屬板裂紋長度重采樣值對應的歸一化權重值和所述權重劃分區間計算所述金屬板裂紋長度評估值；以及

剩余壽命評估子模塊，根據所述金屬板剩余壽命重采樣值對應的歸一化權重值和所述權重劃分區間計算所述金屬板剩余壽命評估值；

其中，所述金屬板裂紋長度修正值和所述金屬板剩余壽命計算值的權重計算方式相同。