[发明专利]一种核电阀门加速寿命试验中的最佳应力和样本分配确定方法

权利要求书

1.一种核电阀门加速寿命试验中的最佳应力和样本分配确定方法，该方法包含如下：

步骤1：选定应用于核电阀门的具体应力类型为温度应力，确定阀门寿命分布服从威布尔分布，且威布尔分布形状参数为m，尺度参数为η；于是寿命分布参数σ＝1/m，μ＝lnη，确定该应力x与核电阀门寿命分布参数μ的线性关系μ＝γ₀+γ₁x，并且特征寿命与试验温度之间满足阿伦尼斯方程η＝exp(γ₀+γ₁x)，γ₀，γ₁和σ为根据先验数据得到的模型参数；

步骤2：建立优化目标函数，具体步骤如下：

步骤2.1：在核电阀门加速寿命试验方案优化设计中以线性-极值模型下应力水平个数为M时的方差因子V_M为优化目标函数，求解最佳应力水平和样本分配比；

步骤2.2：建立目标函数为：

s.t.g(i)＝T_i-1-T_i＜0,i＝1,2,...,M

其中，V_M表示应力水平为M时的方差因子，x₀表示正常应力水平，n表示总样本个数，z_p表示标准极值分布的P阶分位数，g(i)表示温度应力约束，h(i)表示样本约束，T_i表示温度应力，p_i表示样本分配比，M表示应力水平个数，F表示方差因子中关于应力水平x_i和样本分配比p_i的信息矩阵；

步骤3：针对核电阀门加速寿命试验方案优化设计问题，采用内点罚函数法对试验优化的约束问题进行处理；

步骤3.1：将步骤2得到的目标函数转化为新目标函数：

其中，r^(k)表示取惩罚因子，r^(k+1)＝C·r^(k)，C为惩罚因子缩小系数；

步骤3.2：计算新目标函数最小值时的应力水平和最佳样本分配个数；

步骤3.2.1：确定目标函数f(x)，假设目标函数具有多个决策变量，即x＝(x₁,x₂,...,x_n)；

步骤3.2.2：优化前确定迭代次数N，初始步长λ，优化变量的初始值x₀以及控制精度ξ，其中ξ＞0；

步骤3.2.3：判断是否达到得设定的迭代次数，即k＜N是否满足，k＝1；

步骤3.2.4：若k＝1进行第一次迭代，则在([-0.372,-1],[0.372,1])之间随机生成n个n维向量μ_i＝(μ_i1,μ_i2,...,μ_in)，然后将μ_i进行转化得到令x_i＝x+λμ′_i，得到{x₁,x₂,...,x_n}，代入目标函数值进行计算，得到使目标函数值最小的一组解，完成第一次的迭代；

步骤3.2.5：将带约束的目标函数转化为无约束的目标函数，然后对目标函数进行计算，如果满足条件f(x₁)＜f(x)，那么就找到了比起始值好的点，使得k＝1，将x＝x₁，返回步骤3.2.3，若不满足条件，则k＝k+1，r^(k+1)＝C·r^(k)返回步骤3.2.4；

步骤3.2.6：如果迭代次数已经满足条件，仍然未找到最优的值，那么输出当前的解，但并非最优解；此时达到终止条件的时候，即当前解与上一轮迭代解的差值＜ξ，算法终止；不满足终止条件则继续迭代。