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船舶結構腐蝕檢測及腐蝕模型不確定性分析

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-10-15  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:87


       針對經典的概率論不能有效地處理檢測概率的參數不確定性問題,提出了定量分析檢測概率參數不確定性問題的貝葉斯方法,并以威布爾分布形式的檢測概率為例,推導了量化參數不確定性的放大系數的計算公式針對傳統的數據分析法及專家判斷法不能分析模型不確定性更新問題,基于無損檢測信息采用貝葉斯更新方法量化了檢測概率分布函數的統計模型不確定性,得到了檢測概率統計模型權重的后驗概率及相應的分布參數的后驗概率密度函數最后提出了分析船體結構腐蝕多層次模型不確定性問題的全概率模型法,并用算例證明了所提方法的有效性。

       腐蝕損傷是船舶結構主要的損傷形式之一,統計資料表明,大約90%的船舶失效是由于腐蝕包括腐蝕疲勞引起的為了保證船舶結構的安全運行,對受腐蝕損傷的船舶結構進行周期性的無損檢測及可靠性評估是必不可少的,檢測的結果可以用來更新統計參數分布、模型及失效概率等,從而更準確地預測船舶結構的剩余使用壽命但是每一種檢測方法本身都有局限性,而且由于檢測的儀器設備、工作環境條件及人為因素的影響,檢測的結果具有相當程度的不確定性,忽視這些不確定性不僅會導致決策失誤,同時還會增加不必要的檢測、維修費甩因此,發展一種能夠定量分析這類不確定性的方法是非常必要的同時由于描述檢測概率的分布函數有多個,如常見的威布爾分布、指數分布及對數正態分布,它們都是不同的研究人員根據無損檢測試驗數據得出的經驗分布模型對一具體問題究竟該選擇那一種分布模型,且使無損檢測提供的后驗信息可以用來更新每一統計模型,這就提出了統計模型不確定性及其更新問題。

       對于船舶結構的腐蝕可靠性評估,合琿的腐蝕損傷模型的選擇是至關重要的一步,對目前一些有關船舶結構的腐蝕模型做了很好的總結,并提出了一種新的腐蝕模型,這些模型都是經驗模型,沒有足夠的資料證明哪一種模型最合理,所以目前還沒有一個統一的腐蝕模型,這導致了在分析船舶結構可靠性時存在力學模型不確定性問題同時由于每一腐蝕模型都包含一些基本的隨機變量,描述這些變量的分布函數也有多個,如腐蝕層保護的壽命幣就有正態、對數正態和威布爾分布[7]3種形式,這時又存在統計模型不確定性問題此時再對船舶結構進行可靠性分析時就面臨著一個多層次模型不確定性問題,而且隨著無損檢測提供的后驗信息,還需要對模型及可靠性進行更新傳統的分析模型不確定性的方法主要有數據分析法和專家判斷法,數據分析法的結果受到采樣規模的限制,專家判斷法的結果易受人為因素的影響,而且他們都不能解決模型不確定性更新問題。

       本文根據無損檢測中不確定性問題的特點,提出了分析檢測概率中參數不確定性的貝葉斯方法,在此基礎上采用貝葉斯方法推導了量化參數不確定性的放大系數的計算公式。

資料下載:   船舶結構腐蝕檢測及腐蝕模型不確定性分析.pdf
 
關鍵詞: 船舶結構 腐蝕
 
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