[發明專利]一種射孔管柱系統可靠性分析的方法、系統和電子設備

有效

• 申請號: 202110675320.7
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113378438B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 鄧橋
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;E21B43/11;G06F119/02
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 方菲

1.一種射孔管柱系統可靠性分析的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，建立基于競爭失效模式的射孔管柱系統正常階段和損傷缺陷階段的可靠性理論模型；

所述競爭失效模式為至少兩種的失效條件競爭使所述射孔管柱系統失效，所述失效條件包括：損傷增量達到閾值和損傷狀態的持續時間達到閾值；

步驟2，采用數值模擬方法模擬所述射孔管柱系統受沖擊動態過程，分析得到數值模擬計算結果，根據所述數值模擬計算結果提取所述射孔管柱系統的動態受沖擊數據；

步驟3,根據所述動態受沖擊數據以及所述可靠性理論模型對所述射孔管柱系統進行可靠性評估；

所述步驟1中建立所述可靠性理論模型的過程包括：

步驟101，采用延遲時間概念描述所述射孔管柱系統的失效過程，建立考慮所有所述失效條件的所述射孔管柱系統的壽命數學計算模型；

所述步驟101中，考慮所有所述失效條件的所述射孔管柱系統的壽命數學計算模型為：

T＝min(X+Y,X+τ)；

其中，T表示所述射孔管柱系統的壽命，X和Y分別表示射孔管柱系統正常階段和損傷缺陷階段的持續時間；τ＝0表示所述射孔管柱系統一旦出現缺陷就會失效，τ→∞表示所述射孔管柱系統缺陷超過損傷閾值時系統失效；

步驟102，根據所述射孔管柱系統的壽命數學計算模型，建立所述射孔管柱系統正常階段系統不發生故障的概率的數學計算模型；

所述步驟102中，所述射孔管柱系統在正常階段，t時間內系統不發生故障的概率的數學計算模型為：

其中，R(t)表示t時間內系統不發生故障的概率，P{}表示{}內函數成立的概率，f_X(x)表示概率密度函數，R_X(t)＝P{X＞t}，R_Y(t-x,x)＝P{X+Y＞tX＝x}；

步驟103，根據所述射孔管柱系統正常階段不發生故障的概率的數學計算模型，建立所述射孔管柱系統損傷缺陷階段所有所述失效條件均不發生的概率的數學計算模型；

所述步驟103中，所述射孔管柱系統在損傷缺陷階段，t時刻所有所述失效條件均不發生的概率的數學計算模型為：

R(t)表示t時刻所有失效條件均不發生的概率，n表示射孔管柱系統沖擊次數，Φ()表示射孔管柱系統失效概率函數，L_d表示射孔管柱系統基于時間失效閾值，α表示射孔管柱系統初始退化量，μ_β表示射孔管柱系統退化率增量，μ_W表示射孔管柱系統正常階段沖擊量均值，λ表示射孔管柱系統正常階段可靠性模型系數，σ_β表示射孔管柱系統退化率增量方差，σ_W表示射孔管柱系統正常階段沖擊量方差，L_f表示射孔管柱系統基于沖擊失效閾值，μ_V表示射孔管柱系統損傷缺陷階段沖擊損傷量均值，σ_V表示射孔管柱系統損傷缺陷階段沖擊損傷量方差，γ表示射孔管柱系統缺陷損傷階段可靠性模型系數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中，根據所述射孔管柱系統的可靠性理論模型，采用數值模擬方法模擬所述射孔管柱系統受沖擊動態過程，分析得到數值模擬計算結果的過程包括：

根據所述射孔管柱系統的可靠性理論模型，結合射孔管柱系統真實作業工況，采用數值模擬方法重現所述射孔管柱受沖擊動態過程；

根據數值模擬方法，通過建立三維有限元射孔管柱系統仿真計算模型及進行網格劃分，形成射孔管柱系統數值建模及計算方法；

根據所述射孔管柱系統數值建模及計算方法，展開射孔管柱系統數值模擬計算。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中提取所述射孔管柱系統的動態受沖擊數據的過程包括：

針對所述射孔管柱系統數值模擬計算結果，繪制射孔管柱系統頂部受到的沖擊的等效應力隨時間變化的曲線；

根據所述曲線確定為所述射孔管柱系統由正常階段進入損傷缺陷階段的時刻為等效應力峰值第一次超過油管屈服強度的時刻；

確定所述射孔管柱系統在正常階段和損傷缺陷階段分別受到的沖擊次數。