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申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2014-11-17

公开（公告）日：2015-03-04

公开（公告）号：CN104392122A

专利技术分类：

专利摘要：本发明公开了一种基于裂纹检出概率模型的概率寿命评估方法，属于结构健康监测技术领域。本发明以实验数据为基础，通过理论分析选择相应的模型并进行仿真，且通过原始实验数据验证方法的正确性和有效性，从而为决策者提供了更加充分的依据；本发明中对裂纹扩展模型参数进行实时贝叶斯更新和估计，使得模型适用性更强，并具有准确性高，分析速度快等特点。

专利权项：基于裂纹检出概率模型的概率寿命评估方法，其特征在于：具体包括如下步骤，第一步，裂纹检出概率模型的计算；当实际裂纹长度为a时，其被检测到的概率为：PODa=Prlna^lna^th]]PODa=Pr+lna+lna^th=lna-lna^th-]]其中，Pr□代表事件□发生的概率，Φ□代表标准正态累积分布函数；为检测阈值，为裂纹预测值，a为裂纹实际值，裂纹预测值和裂纹实际值有如下关系：lna^=+lna+]]其中，α,β,ε是通过实验数据线性拟合出来的参数值，α,β是常值，ε是一个服从均值为0，标准差为σε的正态随机变量；第二步，初始裂纹概率分布计算；通过贝叶斯理论计算，得出当有一个长度为a′的裂纹被检出时，实际的裂纹长度概率分布表达式为：fA|Da=1alna-lna-]]A代表实际裂纹长度的随机变量，φ□是标准正态概率密度函数；事件D定义为有裂纹被检出的事件；事件定义为没有裂纹被检出的事件，当没有裂纹被检出时，实际存在的裂纹长度概率分布表达式为：fA|Da=[1-PODa]fAa0[1-PODa]fAada]]其中，fA|Da代表有裂纹被检出时，实际的裂纹长度a概率分布表达式；代表没有裂纹被检出时，实际存在的裂纹长度a的概率分布表达式；fAa代表裂纹实际值的先验概率密度分布函数；第三步，模型参数不确定性分析；采用经典的Paris公式作为裂纹扩展模型，其表达式为：dadN＝CΔKm其中，dadN为一个循环载荷下裂纹扩展长度，ΔK为应力强度因子幅值，C,m为裂纹扩展模型参数，Δσ为应力幅值差，a为裂纹实际值，Y为几何修正因子，Y值取1；通过实验数据，得出一系列dadN和ΔK的值，基于此，采用基于马尔科夫链的蒙特卡洛仿真法来估计lnC和m的分布值；第四步，剩余概率寿命评估；采用的方法是综合蒙特卡洛仿真，仿真参数有初始裂纹长度值a0，裂纹扩展模型参数C,m，根据Paris公式，推导剩余寿命计算公式：N=2CYm2-mac2-m2-a02-m2]]其中，Y为几何修正因子，Y值取1；Δσ为应力幅值差；a0为初始裂纹长度值，是仿真的输入量；C,m是裂纹扩展模型参数，是仿真的输入量；ac是结构破坏的临界裂纹长度。

百度查询： 北京航空航天大学 基于裂纹检出概率模型的概率寿命评估方法