申请/专利权人：上海交通大学;北京航空航天大学;上海船舶运输科学研究所有限公司

申请日：2024-03-22

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118296933A

主分类号：G06F30/27

分类号：G06F30/27;G06F30/23;G06F30/15;G06F119/02;G06F111/08;G06F111/04;G06T17/20;G06N7/01;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.23#实质审查的生效;2024.07.05#公开

摘要：本发明公开了一种用于船舶结构的可信贝叶斯疲劳可靠性分析方法，该方法综合考虑船舶环境下外部载荷的不确定性以及船舶本身的材料参数不确定性，基于贝叶斯可信可靠度的分析计算方法，通过有限元静力模型的计算得到船舶结构的最大应力区间后，根据Goodman修正得到船舶疲劳环境下应力水平的可信区间，结合根据S‑N曲线和设计寿命NG得到船舶结构的疲劳强度，计算结构的疲劳可靠度。本发明可建立贝叶斯理论下的疲劳区间不确定量化模型，并给出可信度指标，保障船舶结构在少样本情况下的可靠性精度。

主权项：1.一种用于船舶结构的可信贝叶斯疲劳可靠性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：量化船舶结构的不确定因素，所述不确定因素的参数包括弹性模量E和外部载荷F；第二步：针对所述不确定因素的参数，在有限样本的情况下，选择区间的方式进行描述，则船舶结构的弹性参数E和外部载荷F表示为下式：E＝[El,Eu]，F＝[Fl,Fu]其中，E表示材料的弹性模量区间范围；F表示外部载荷的区间范围，上标l表示下界，上标u表示上界，即区间最小值和区间最大值；第三步：根据所假设的材料不确定因素的参数的不确定区间，首先假设任意不确定参数的先验分布β表示不确定变量的最小可能值；γ为被帕累托分布的形状参数，也被称为尾部指数，β和γ均为常数；表示在给定β和γ下，不确定变量的概率密度函数，选取样本点x1,x2,...,xn，n为总的样本点个数，结合可信贝叶斯可靠度理论，得到船舶结构不确定因素的参数关于样本点的后验分布： 为样本点x1,x2,...,xn对先验分布更新后得到的新概率密度函数也被称为不确定性参数的后验分布，其中为给定下，各样本点的概率密度函数；根据后验分布的概率密度函数，对可信度1-α进行积分，此时的积分区间为可信度确定情况下船舶结构不确定因素的参数的置信区间，其中第四步，利用S-N曲线对船舶结构的疲劳问题进行计算，约束满足c和m是材料、加载方式有关的参数，S表示加载工况下的应力幅值，NG表示设计寿命；计算结构强度R，R为确定值，满足第五步：利用泰勒展开公式和关于应力幅的极限状态方程并结合可信度下的不确定量化区间，得到应力幅在可信度1-α下的区间上下界[Sl,Su]|1-α，其中： 其中，上标c代表中值，上标l表示下界，上标u表示上界，即区间最小值和区间最大值，SlE,F|1-α表示在可信度1-α下的应力幅值上界，SuE,F|1-α表示在可信度1-α下的应力幅值下界；第六步：将应力幅在可信度1-α下的区间上下界[Sl,Su]|1-α与根据S-N曲线计算出的结构强度R进行比较，结合泰勒展开公式得到疲劳失效的响应区间，计算失效概率；第七步：将所获得的基于可信度的响应区间[Sl-R,Su-R]|1-α与门槛值0进行比较，获得可信度1-α下的失效概率，最后得到的可信度1-α下的可靠度为

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