[发明专利]一种结构裂纹扩展路径的预测方法、装置、设备及介质

说明书

本申请公开了一种结构裂纹扩展路径的预测方法、装置、设备及介质，该方法包括：构建结构裂纹扩展路径预测模型；获取待测结构的裂纹图像；将获得的裂纹图像输入至结构裂纹扩展路径预测模型进行预测，得到待测结构的裂纹扩展路径信息。本申请适用于预测各种材料结构的裂纹扩展路径，操作简单且不会对结构造成任何损伤，检测成本低，预测精度高，将图像识别技术与裂纹扩展路径的预测相结合，可有效避免如今目测法、磁粉法、渗透法、超声法、漏磁法、涡流法、红外线法、声发射法等裂纹检测方法精度不高、设备繁琐、操作复杂、实时性差、环境要求苛刻等缺点。

技术领域

本发明涉及工程结构裂纹检测技术领域，特别是涉及一种结构裂纹扩展路径的预测方法、装置、设备及介质。

背景技术

在各种工程结构和构件的断裂失效事故中，有90％左右是由于疲劳失效引起的。疲劳裂纹萌生和扩展是工程结构失效的主要原因，从损伤容限要求的角度出发，分析裂纹从初始微观裂纹扩展至结构失效的临界裂纹，对评估结构剩余寿命、建立检查间隔和维护周期是很有必要的。因此，对工程结构而言，构件的精确裂纹扩展路径预测是一个非常重要的问题。

疲劳裂纹萌生与扩展的检测及分析是结构疲劳设计与寿命预测的主要任务之一。目前，国内外开展疲劳裂纹扩展试验，对疲劳裂纹进行检测的方法主要有两种：静态检测和动态检测。其中，采用静态检测方法进行检测时，需要被测物处于相对静止状态，静态检测的方法有：表面复型法、电磁涡流法、磁感应法、磁粉法、渗透法等；而动态检测法针对的是正在发生相对运动的物体，动态检测的方法有：超声波检测法、射线检测法、声发射法、模态声发射法等。但目前各种测量疲劳裂纹的方法，要么精度不高，要么设备繁琐、操作复杂、实时性差、环境要求苛刻。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构裂纹扩展路径的预测方法、装置、设备及介质，检测成本低，预测精度高，操作简单，不会对结构造成任何损伤。其具体方案如下：

一种结构裂纹扩展路径的预测方法，包括：

构建结构裂纹扩展路径预测模型；

获取待测结构的裂纹图像；

将获得的所述裂纹图像输入至所述结构裂纹扩展路径预测模型进行预测，得到待测结构的裂纹扩展路径信息。

优选地，在本发明实施例提供的上述结构裂纹扩展路径的预测方法中，构建结构裂纹扩展路径预测模型，具体包括：

利用训练样本集训练神经网络模型，得到结构裂纹扩展路径预测模型；所述训练样本集至少包括一种材料通过现场实测、模型试验或有限元计算得到的多张处于不同裂纹扩展状态的样本图像，各所述样本图像预先标注相应的结构响应信息。

优选地，在本发明实施例提供的上述结构裂纹扩展路径的预测方法中，在将获得的所述裂纹图像输入至所述结构裂纹扩展路径预测模型进行预测之前，还包括：

对所述结构裂纹扩展路径预测模型进行验证。

优选地，在本发明实施例提供的上述结构裂纹扩展路径的预测方法中，对所述结构裂纹扩展路径预测模型进行验证，具体包括：

获取模型验证数据集；所述模型验证数据集包括多张验证样本图像，各所述验证样本图像为已知实际裂纹扩展信息，且与待测结构材料相同的构件图像；

将各所述验证样本图像输入至所述结构裂纹扩展路径预测模型中，得到各所述验证样本图像的裂纹扩展路径预测信息；

根据得到的各所述验证样本图像的预测信息、已知实际裂纹扩展信息及所述验证样本图像的总数量，计算所述结构裂纹扩展路径预测模型的准确率；

判断所述结构裂纹扩展路径预测模型的准确率是否小于预设阈值；