(19)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 202211301758.X (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 华东理工大 学 地址 200237 上海市梅陇路13 0号 (72)发明人 张显程　唐源泽　王润梓　涂善东　 谷行行　程吕一　孙莉　聂文睿　 (74)专利代理 机构 北京方圆嘉 禾知识产权代理 有限公司 1 1385 专利代理师 王月松 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 基于代理模型的高温部件概率可靠性计算 方法及系统 (57)摘要 本发明公开一种基于代理模型的高温部件 概率可靠性计算方法及系统， 涉及可靠性评估技 术领域， 包括： 建立有限元高温部件模型； 将蠕变 疲劳损伤模 型嵌入所述有限元高温部件模型， 得 到高温部件蠕变疲劳损伤仿真模 型； 根据高温部 件蠕变疲劳损伤仿真模型确定待测 高温部件的 危险点； 根据危险点对应的物理数据确定随机变 量， 并对随机变量在概率密度函数上进行抽样离 散， 确定有限元输入数据集， 进而确定训练集； 根 据训练集对代理模型进行训练得到高温部件蠕 变疲劳损伤计算代理模型， 进而确定多组 高温部 件蠕变疲劳损伤数据； 根据多组 高温部件蠕变疲 劳损伤数据计算待测高温部件的可靠度。 本发明 能够高效准确地完成高温部件的可靠性计算。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115526082 A 2022.12.27 CN 115526082 A 1.一种基于代理模型的高温部件概率可靠性计算方法， 其特征在于， 所述基于代理模 型的高温部件概 率可靠性计算方法包括： 根据待测高温部件的物理数据， 建立有限元高温部件模型； 所述物理数据包括载荷数 据； 所述载荷数据包括应力应 变数据和温度数据； 根据所述待测高温部件的应力应变数据和温度数据， 确定蠕变疲劳损伤模型， 并将所 述蠕变疲劳损伤模型嵌入所述有限元高温部件模型， 以得到高温部件蠕变疲劳损伤仿 真模 型； 根据所述高温部件蠕变疲劳损伤仿真模型， 确定所述待测高温部件的危险点； 所述危 险点为所述待测高温部件上蠕变疲劳损伤最大的位置； 根据所述危险点对应的物理数据， 确定随机变量， 并对所述随机变量在概率密度函数 上进行抽样离 散， 以确定有限元输入数据集； 将所述有限元输入数据集输入至所述高温部件蠕变疲劳损伤仿真模型， 以得到对应的 有限元仿真输出数据集； 所述有限元输入数据集和所述有限元仿真输出数据集构成训练 集； 所述有限元仿 真输出数据集中的有限元仿 真输出数据为所述待测高温部件的蠕变疲劳 损伤数据或者应力应 变数据； 根据所述训练集对代理模型进行训练， 以得到高温部件蠕变疲劳损伤计算代理模型； 根据所述高温部件蠕变疲劳损伤计算代理模型， 通过抽样确定多组高温部件蠕变疲劳 损伤数据； 根据所述多组高温部件蠕变疲劳损伤数据， 计算所述待测高温部件的可靠度。 2.根据权利要求1所述的基于代理模型的高温部件概率可靠性计算方法， 其特征在于， 所述物理数据还 包括几何尺寸和高温部件材 料参数； 根据所述 危险点对应的物理数据， 确定随机变量， 具体包括： 对所述危险点对应的所述几何尺寸、 所述高温部件材料参数和所述载荷数据进行相关 性分析， 以确定物理随机变量； 对所述危险点对应的所述蠕变疲劳损伤模型的参数进行相关性分析， 以确定模型参数 随机变量； 对所述物理随机变量和所述模型参数随机变量， 赋予概率分布， 以得到基于概率的随 机变量。 3.根据权利要求2所述的基于代理模型的高温部件概率可靠性计算方法， 其特征在于， 对所述随机变量在概 率密度函数 上进行抽样离 散， 以确定有限元输入数据集， 具体包括： 基于所述 概率分布， 对所述随机变量进行拉丁超立方抽样。 4.根据权利要求1所述的基于代理模型的高温部件概率可靠性计算方法， 其特征在于， 根据所述高温部件蠕变疲劳损伤计算代理模型， 通过抽样确定多组高温部件蠕变疲劳损伤 数据， 具体包括： 确定所述高温部件蠕变疲劳损伤计算代理模型的输入参数值； 对所述输入参数值进行蒙特卡洛抽样， 以得到 输入参数集 合； 将所述输入参数集合输入至所述高温部件蠕变疲劳损伤计算代 理模型， 以得到输出参 数集合； 所述输入参数集合中的参数与所述输出参数集合中的参数一一对应， 所述输入参 数集合中的参数与对应的所述输出参数集合中的参数构成一组高温部件蠕变疲劳损伤数权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526082 A 2据。 5.根据权利要求1所述的基于代理模型的高温部件概率可靠性计算方法， 其特征在于， 根据所述多组高温部件蠕变疲劳损伤数据， 计算所述待测高温部件的可靠度， 具体包括： 根据以下公式计算所述待测高温部件的可靠度： Pf＝Prob(G(X)≤ 0)＝ ∫…∫G(X)≤0fX(x1,x2,...,xn)dx1dx2...dxn 其中， G(X)≤0表示失效域， fX(x1， x2， ...， xn)表示失效概率密度函数， Pf表示可靠度， (x1,x2,…,xn)表示n维所述随机变量。 6.根据权利要求5所述的基于代理模型的高温部件概率可靠性计算方法， 其特征在于， 所述基于代理模型的高温部件概 率可靠性计算方法， 还 包括： 获取所述待测高温部件的预设寿命； 根据所述高温部件蠕变疲劳损伤计算代理模型， 计算所述待测高温部件达到所述预设 寿命时的失效概 率密度； 根据多个预设寿命以及每个所述预设寿命对应的失效概率密度绘制失效概率 ‑预设寿 命曲线图； 根据所述失效概 率‑预设寿命曲线图， 确定所述待测高温部件的维护周期。 7.一种基于代理模型的高温部件概率可靠性计算系统， 其特征在于， 所述基于代理模 型的高温部件概 率可靠性计算系统包括： 有限元模型建立模块， 用于根据待测高温部件的物 理数据， 建立有限元高温部件模型； 所述物理数据包括载荷数据； 所述载荷数据包括应力应 变数据和温度数据； 仿真模型建立模块， 用于根据所述待测高温部件的应力应变数据和温度数据， 确定蠕 变疲劳损伤模型， 并将所述蠕变疲劳损伤模型嵌入所述有限元高温部件模型， 以得到高温 部件蠕变疲劳损伤仿真模型； 危险点确定模块， 用于根据所述高温部件蠕变疲劳损伤仿真模型， 确定所述待测高温 部件的危险点； 所述 危险点为所述待测高温部件上蠕变疲劳损伤最大的位置； 有限元输入数据确定模块， 用于根据 所述危险点对应的物理数据， 确定随机变量， 并对 所述随机变量在概 率密度函数 上进行抽样离 散， 以确定有限元输入数据集； 训练集确定模块， 用于将所述有限元输入数据集输入至所述高温部件蠕变疲劳损伤仿 真模型， 以得到对应的有限元仿真输出数据集； 所述有限元输入数据集和所述有限元仿真 输出数据集构成训练集； 所述有限元仿 真输出数据集中的有限元仿 真输出数据为所述待测 高温部件的蠕变疲劳损伤数据或者应力应 变数据； 机器模型训练模块， 用于根据所述训练集对代理模型进行训练， 以得到高温部件蠕变 疲劳损伤计算代理模型； 损伤数据确定模块， 用于根据所述高温部件蠕变疲劳损伤计算代理模型， 通过抽样确 定多组高温部件蠕变疲劳损伤数据； 可靠度计算模块， 用于根据所述多组高温部件蠕变疲劳损伤数据， 计算所述待测高温 部件的可靠度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526082 A 3