[发明专利]面向不同寿命指标要求多部件加速寿命验证试验优化方法

权利要求书

1.一种面向不同寿命指标要求多部件加速寿命验证试验优化方法，其特征在于：其具体步骤包括：

S1：基于故障模式、机理及影响分析方法得到产品的各结构部件、薄弱环节、主失效机理与敏感应力之间的映射关系，并建立相应的映射向量集V：

V＝[p，w，m，z]

其中，p为结构部件编号向量，w为薄弱环节向量，m为失效机理向量，z为敏感应力向量；

S2：通过设计要求及载荷工况统计数据分布信息确定各结构部件设计寿命的敏感应力常规载荷剖面向量集，包括：应力水平向量集及时间历程向量集；

S3：通过加载设备限制及预实验的结果，筛选加速应力水平；

S4：在失效机理不变的前提下，针对不同结构部件的主失效机理，选择加速寿命模型，基于损伤等效原则，辨识常规载荷谱与所筛选的加速应力水平损伤对应关系，并计算每个结构部件所需要的等效加速时间，形成各结构部件等效加速时间向量集，从而确定产品等效加速寿命；

S5：分别以试验过程中更换失效结构部件的数量和ALDT进程总时间最小化为优化目标，建立加速寿命验证试验ALDT优化模型，来对加速试验设计方案进行优化改进；其中ALDT优化模型中的两类优化模型构建的具体步骤为：

S51、最小化试验过程中结构部件更换数量，选取最小值所对应的应力水平为最优载荷值s_op，相应的优化模型如下：

s.t.s_i∈[s_i，loWer，s_i，upper]

(n∈N⁺|1≤n≤q}

{i∈N⁺|1≤i≤u}

其中，n代表第n个结构部件(1≤n≤q，q为零结构部件数量)，s_i表示第i种应力(1≤i≤u，u为应力等级数)，s_i的下限为s_i，lower，上限为s_i，lower，s为应力剖面，S为应力空间，l_n，s为第n个结构部件在载荷剖面s的等效加速寿命，int为取整符号，N⁺为正整数集；

S52、最小化加速试验总时间，为加快试验进程，计算不同加速应力水平下最大等效加速试验时间，然后选取计算结果中的最小值所对应的应力水平为最优载荷值s_op，对应的优化模型如下：

S6：基于所选定的优化算法，对提出的两类加速寿命ALDT优化模型进行求解，以确定最优综合加速应力水平；

S7：根据优化结果，给出最终的ALDT设计方案，包括：最优的加速应力载荷剖面、综合加速因子以及总加速试验时间的确定。

2.根据权利要求1所述的面向不同寿命指标要求多部件加速寿命验证试验优化方法，其特征在于：步骤S2中构建常规载荷工况下敏感应力向量集及其对应的时间历程向量集的具体步骤为：

S21、建立敏感应力向量集：假设常规载荷剖面中存在多个时间最小单元，并且每个结构部件都经历相同加载周期的最小单元，敏感应力水平及其加载时间最小单元表示为：

其中，z_a表示常规载荷谱中第ath(1≤a≤q)种敏感应力，z_ia为第ith(1≤i≤u)个敏感应力水平，t_ia为与z_ia对应的实际加载时间，整理为矩阵；

S22、确定各结构部件各工况执行循环数：梳理总结各结构部件设计寿命指标为T_n，则相应的各结构部件设计寿命的不一致性，转化为最小单元的执行循环数，即：N_n＝T_n/t。

3.根据权利要求1或者2所述的面向不同寿命指标要求多部件加速寿命验证试验优化方法，其特征在于：步骤S3中加速应力水平的筛选方法的具体步骤为：

S31、加速应力水平不应超过测试设备的加载能力，且不低于最低工况水平的应力值；

S32、加速应力下的产品退化特征与其在低应力下保持一致。