(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111511760.5 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 南京工程学院 地址 211167 江苏省南京市江宁科 学园弘 景大道1号 (72)发明人 李鑫　柏宇星　徐翊竣　许丽娇　 吴金国　刘皓月　薛成　 (74)专利代理 机构 南京汇盛专利商标事务所 (普通合伙) 32238 代理人 乔炜　袁静 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 7/00(2006.01) G06F 113/26(2020.01)G06F 119/02(2020.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔 动态优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于贝叶斯更新的复合 材料结构检查间隔动态优化方法。 首先， 通过仿 真生成复材结构的初始强度值 以及整个寿命周 期内损伤发生的次数和时间； 其次， 仿真生成不 同损伤形式下的损伤尺寸， 其中损伤尺寸的分布 由历史统计数据和航线检查数据相融合， 采用贝 叶斯理论动态更新得出实际分布； 然后， 根据检 查间隔确定损伤 被检测出的时间， 计算剩余强度 并确定修理决策； 再次， 将结构损伤的一系列事 件串联， 计算结构在整个寿命周期内的失效概率 以及维修费用； 最后， 对上述流程进行多次仿真 并求解给定检查间隔下失效概率和维修费用的 均值， 即可得出检查间隔与失效概率以及维修费 用的对应关系， 以维修费用最小化为目标动态更 新最优的检查间 隔。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114186342 A 2022.03.15 CN 114186342 A 1.一种基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 步骤一、 基于航空公司复合材料结构件的历史结构损伤尺寸数据， 拟合得到损伤尺寸 的概率分布函数， 将新收集的损伤尺寸数据， 通过贝叶斯理论动态更新损伤尺寸的概率分 布函数得到损伤 尺寸的实际分布； 步骤二、 建立复合材料结构检查间隔概率仿真流程： 通过仿真生成复合材料结构件的 初始强度值； 仿 真出结构件在整个寿命周期内损伤发生的次数； 根据损伤发生的次数， 如果 损伤次数为0， 则直接计算结构的失效概率， 并开始一个新的仿真流程； 如果损伤的次数大 于等于1， 则仿 真生成损伤发生的时间； 根据损伤的损伤形式以及损伤尺寸的实际分布生成 相应的损伤尺寸； 计算损伤尺寸对应的检测概率； 生成损伤发生到损伤被检测出所经过 的 检查间隔的次数， 进而确定损伤被检测到的时间； 计算损伤结构的剩余 强度， 并确定修理决 策， 然后评估修理后的剩余 强度值； 将整个寿命周期的损伤次数进 行串联， 计算结构的失效 概率和维修成本； 步骤三、 确定仿真流程中各个参数的概率分布， 根据步骤二所述仿真流程进行多次仿 真并求解 失效概率和维修费用的均值， 从而得到不同检查间隔与失效概率以及维修费用的 对应关系； 当失效概率低于给定阈值的条件下， 期望维修费用最小值点对应的检查间隔即 为最优的检查间隔。 2.根据权利要求1所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 结构损伤 尺寸的实际分布p(a； k, θ )用Gam ma分布来描述： 其中， a为损伤 尺寸， k为形状参数， θ 为尺度参数。 3.根据权利要求2所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 根据贝叶斯定理， 利用新收集的损伤尺寸数据通过下式更新Gamma分布的两个参数 k和 θ： fu(k, θ|a1,a2,...,an)∝L(a1,a2,...,an|a＞ξ,k, θ )f0(k, θ )  (2) 其中， L为新收集到的n个损伤 尺寸样本的似然函数， ξi为不同损伤形式下的修理阈值。 4.根据权利要求1所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 利用高斯分布生成结构的初始强度分布。 5.根据权利要求4所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 利用泊松分布随机生成全寿命周期内损伤发生的次数。 6.根据权利要求5所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 利用累积对数正态分布计算检测概 率。 7.根据权利要求6所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 利用几何分布随机生成检查的间隔数。 8.根据权利要求7所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 利用经验 模型计算损伤结构的相对剩余强度， 经验 模型如下式：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114186342 A 2式中， a为损伤 尺寸， k、 A、 C、 G均为常数。 9.根据权利要求8所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 所述结构的失效概 率计算公式如下： 式中， ti为第i‑1次到第i次活动的时间间隔， Si为第i次损伤后的剩余强度， N为损伤发 生的次数， Pf(Si,ti)为第i个间隔的失效概 率。 10.根据权利要求9所述基于贝叶斯更新的复合材料结构检查间隔动态优化方法， 其特 征在于： 所述结构整个寿命周期内的维修成本计算公式如下： ctotal＝cinspection+crepair+creplace+cother  (5) 式中， ctotal为总的维修费用， cinspection为计划检查产生的费用， crepair为修理产生的费 用， creplace为更换产生的费用， cother为非计划维修所产生的费用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114186342 A 3