基于动态预测的深水爆炸试验容器可靠性分析

李琳娜 钟东望 黄小武 何理 司剑峰 涂圣武

李琳娜, 钟东望, 黄小武, 何理, 司剑峰, 涂圣武. 基于动态预测的深水爆炸试验容器可靠性分析[J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(1): 014901. doi: 10.11883/bzycj-2020-0078
引用本文: 李琳娜, 钟东望, 黄小武, 何理, 司剑峰, 涂圣武. 基于动态预测的深水爆炸试验容器可靠性分析[J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(1): 014901. doi: 10.11883/bzycj-2020-0078
LI Linna, ZHONG Dongwang, HUANG Xiaowu, HE Li, SI Jianfeng, TU Shengwu. Reliability analysis of deepwater explosion test vessel based on dynamic prediction[J]. Explosion And Shock Waves, 2021, 41(1): 014901. doi: 10.11883/bzycj-2020-0078
Citation: LI Linna, ZHONG Dongwang, HUANG Xiaowu, HE Li, SI Jianfeng, TU Shengwu. Reliability analysis of deepwater explosion test vessel based on dynamic prediction[J]. Explosion And Shock Waves, 2021, 41(1): 014901. doi: 10.11883/bzycj-2020-0078

基于动态预测的深水爆炸试验容器可靠性分析

doi: 10.11883/bzycj-2020-0078
基金项目: 国家自然科学基金(51904210,51404175);冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室开放基金(Y201712);爆破工程湖北省重点实验室开放基金(HKLBEF202009)
详细信息
    作者简介:

    李琳娜(1978- ),女,博士,教授,lilinna@wust.edu.cn

    通讯作者:

    钟东望(1963- ),男,博士,教授,12276086@qq.com

  • 中图分类号: O389; TB114.3

Reliability analysis of deepwater explosion test vessel based on dynamic prediction

  • 摘要: 为了确保深水爆炸试验容器在服役期间的安全性,提出了一种基于智能预测的随机-区间动态可靠性模型,通过动态测试数据建立了容器响应的广义回归神经网络(general regression neural network,GRNN)预测模型,获得了容器的最大应变区间变量,同时考虑容器结构的随机特性,开展了现役深水爆炸试验容器的可靠性分析,并分别采用3种方法进行了可靠性指标计算。分析结果表明,对于深水爆炸试验容器这类高可靠性且缺乏样本数据的结构,建立基于动态预测的混合可靠性模型,并通过区间计算可靠性指标的方法简便、可行;模型的区间变量随着结构动态测试数据的变化而变化,且对结构的不确定性分析也是动态的,因此得到的容器可靠性也随着其服役过程不断推进,具有动态特性,可以更好地反映容器在服役期间的性能变化,为容器的使用维护提供决策依据。
  • 图  1  深水爆炸试验容器结构(单位: mm)

    Figure  1.  Structure drawing of deep-water explosion test vessel (unit: mm)

    图  2  测点位置示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of measuring points location

    图  3  动态应变GRNN预测过程

    Figure  3.  GRNN prediction process of dynamic strain

    表  1  测试应变数据

    Table  1.   Test stain data

    试验
    编号
    药量/
    g
    加载静水压/
    MPa
    容器应变/10−4试验
    编号
    药量/
    g
    加载静水压/
    MPa
    容器应变/10−4
    测点1测点2测点1测点2
    1 5.004.906.00170.81.00.851.29
    25.02.04.195.27182.41.01.422.71
    310.006.146.07190.81.50.982.13
    410.02.05.605.85202.41.51.701.14
    50.801.021.92210.82.00.991.20
    60.80.51.383.66222.42.01.941.70
    70.81.02.432.87230.80.30.991.49
    80.81.51.512.57242.40.31.111.71
    90.82.01.143.45250.81.30.651.11
    102.401.823.83260.80.80.711.07
    112.41.02.675.60272.40.81.321.90
    122.42.01.974.54282.41.51.112.27
    130.800.541.25292.41.31.781.79
    142.401.892.85300.81.80.681.12
    150.80.50.872.09312.41.81.822.05
    162.40.51.372.53
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    表  2  随机变量分布

    Table  2.   Distribution of random variables

    随机变量均值标准差变异系数分布类型
    屈服强度34510.350.03GASS
    弹性模量209 6.270.03GASS
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    表  3  第32次试验预测结果

    Table  3.   Prediction results of the 32nd test

    试验次数药量/g加载静水压/MPa位置容器应变/10−4预测绝对误差
    32102.0测点15.54 9.357 5
    32102.0测点25.2711.938 2
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    表  4  容器可靠性计算结果

    Table  4.   Calculation results of vessel reliability

    计算方法失效概率区间可靠性指标计算时间/s
    区间随机化功能函数00.277 5
    随机区间化功能函数3.375 10.001 0
    二级功能函数00.109 9
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-23
  • 修回日期:  2020-07-16
  • 刊出日期:  2021-01-05

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