[发明专利]一种金属板裂纹损伤评估系统和方法有效

专利信息
申请号: 202110288947.7 申请日: 2021-03-18
公开(公告)号: CN113204861B 公开(公告)日: 2022-11-08
发明(设计)人: 张卫方;冉允萌;徐多;王翔宇;窦照峰 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G01B21/02;G06F111/08;G06F119/04;G06F119/14
代理公司: 北京众泽信达知识产权代理事务所(普通合伙) 11701 代理人: 张艳萍
地址: 100000*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 金属板 裂纹 损伤 评估 系统 方法
【权利要求书】:

1.一种金属板裂纹损伤评估系统,其特征在于,该系统包括:

测量值获取模块,用于获取金属板裂纹长度测量值;

损伤计算模块,根据所述金属板裂纹长度测量值,结合疲劳裂纹扩展模型和最小二乘法估计模型计算金属板裂纹长度计算值;

误差修正模块,利用核函数算法对所述金属板裂纹长度计算值进行误差修正,得到金属板裂纹长度修正值;

剩余寿命计算模块,根据所述金属板裂纹长度修正值对所述金属板的剩余寿命进行计算,得到金属板剩余寿命计算值;

重采样模块,对所述金属板裂纹长度修正值进行重采样以得到金属板裂纹长度重采样值,及对所述金属板剩余寿命计算值进行重采样以得到金属板剩余寿命重采样值;以及

损伤评估模块,基于所述金属板裂纹长度测量值和所述金属板裂纹长度修正值,根据所述金属板裂纹长度重采样值计算得到金属板裂纹长度评估值,及根据所述金属板剩余寿命重采样值计算得到金属板剩余寿命评估值;

其中,所述金属板裂纹长度测量值包括多个周期时刻的值,所述金属板裂纹长度计算值包括对应于所述金属板裂纹长度测量值的多个周期时刻的值,所述金属板裂纹长度修正值包括对应于所述金属板裂纹长度计算值的所述多个周期时刻中的每个周期时刻的值进行多次修正后的值;

其中,所述疲劳裂纹扩展模型表示不同周期时刻的金属板裂纹长度计算值的迭代关系,并且采用所述疲劳裂纹扩展模型表示计算金属板裂纹长度计算值的函数的同时,结合所述最小二乘法估计模型对所述金属板裂纹长度计算值的函数中的未知参量进行推导计算,以得到所述金属板裂纹长度计算值。

2.根据权利要求1所述的金属板裂纹损伤评估系统,其特征在于,所述损伤计算模块还用于:

根据帕里斯公式得到带有第一材料参数和第二材料参数的金属板裂纹长度计算值的迭代计算公式;

利用第三材料参数表示所述第一材料参数和所述第二材料参数,根据带遗忘因子的最小二乘法计算得到第三材料参数计算值;以及

根据所述第三材料参数计算值得到第一材料参数计算值和第二材料参数计算值,从而得到所述金属板裂纹长度计算值。

3.根据权利要求2所述的金属板裂纹损伤评估系统,其特征在于,所述误差修正模块还用于:

对第一材料参数初始值和第二材料参数初始值进行采样,从而实现对第三材料参数初始值的采样;

结合核函数算法对第三材料参数进行迭代计算得到第三材料参数在所述多个周期时刻中的每个周期时刻的多次修正后的值,即第三材料参数修正值;以及

根据所述第三材料参数修正值对所述金属板裂纹长度计算值进行修正,得到所述金属板裂纹长度修正值。

4.根据权利要求1或3所述的金属板裂纹损伤评估系统,其特征在于,所述重采样模块包括:

裂纹长度重采样子模块,对所述金属板裂纹长度修正值以随机采样的方式进行重采样,得到金属板裂纹长度重采样值;以及

剩余寿命重采样子模块,对所述金属板剩余寿命计算值以随机采样的方式进行重采样,得到金属板剩余寿命重采样值。

5.根据权利要求4所述金属板裂纹损伤评估系统,其特征在于,所述损伤评估模块包括:

权重区间划分子模块,根据所述金属板裂纹长度测量值和所述金属板裂纹长度修正值计算所述金属板裂纹长度修正值和金属板剩余寿命计算值中每一个数值的权重,得到权重集,对所述权重集进行归一化处理以得到所述权重集中每一个权重的归一化权重值,基于所述权重集中每一个权重的归一化权重值定义权重划分区间;

权重获取子模块,获取所述金属板裂纹长度重采样值对应的归一化权重值和所述金属板剩余寿命重采样值对应的归一化权重值;

裂纹长度评估子模块,根据所述金属板裂纹长度重采样值对应的归一化权重值和所述权重划分区间计算所述金属板裂纹长度评估值;以及

剩余寿命评估子模块,根据所述金属板剩余寿命重采样值对应的归一化权重值和所述权重划分区间计算所述金属板剩余寿命评估值;

其中,所述金属板裂纹长度修正值和所述金属板剩余寿命计算值的权重计算方式相同。

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