一种适用于飞机结构腐蚀损伤的模糊综合评判方法

摘要

本发明公开了一种适用于飞机结构腐蚀损伤的模糊综合评判方法，包括步骤一、构建服役环境下飞机结构腐蚀损伤的故障树，确定影响飞机结构发生腐蚀损伤的主要因素；步骤二、建立飞机结构腐蚀损伤的评判因素集；步骤三、建立评价等级组成的评价集；步骤四、确定从评判因素集到评价集的模糊关系；步骤五、建立飞机结构腐蚀损伤评判因素的权重集；步骤六、综合评判；本发明解决了飞机结构腐蚀损伤影响因素众多、复杂、难以分析的问题，对多种因素决定的飞机结构的腐蚀损伤做出评价，为飞机结构维修计划和维修方案的制定提供依据。

主权项

1.一种适用于飞机结构腐蚀损伤的模糊综合评判方法，其特征在于，针对飞机结构腐蚀损伤为海洋环境下飞机铝合金结构腐蚀损伤，包括以下几个步骤：步骤一、构建服役环境下飞机结构腐蚀损伤的故障树，通过基本事件的相对概率重要度确定影响飞机结构发生腐蚀损伤的主要因素；具体为：(1)根据服役环境下飞机结构腐蚀损伤过程和机理，确定飞机结构腐蚀损伤的基本事件；具体为：对海洋环境下服役飞机铝合金结构的腐蚀损伤进行扫描电镜分析和能谱分析，然后对腐蚀损伤过程和机理进行研究，确定影响腐蚀损伤的基本事件，基本事件为海洋环境、铝合金材料、表面处理工艺、设计装配、使用维护、工作应力；(2)根据飞机结构腐蚀损伤的基本事件建立飞机结构腐蚀损伤的故障树，通过布尔代数运算得到飞机结构腐蚀损伤故障树的最小割集；具体为：建立以腐蚀损伤为顶事件的故障树，得到故障树的最小割集；(3)获取故障树顶事件的发生概率，并对故障树底事件的概率重要度、相对概率重要度进行排序，确定影响飞机结构发生腐蚀损伤的主要因素；具体为：获取故障树顶事件的发生概率，并对故障树底事件的概率重要度、相对概率重要度进行排序，得到结构腐蚀损伤的主要因素为铝合金材料、海洋环境和表面处理工艺；步骤二、建立飞机结构腐蚀损伤的评判因素集；结合飞机结构服役环境和工作条件，根据步骤一中确定的飞机结构腐蚀损伤的基本事件建立飞机结构腐蚀损伤的评判因素集U＝{u₁，u₂，…，u_m}，u₁～u_m评判因素，即为影响飞机结构腐蚀损伤的基本事件，U中因素为飞机结构腐蚀损伤的影响因素指标，通过影响因素对飞机结构腐蚀损伤进行评价；具体为：建立评判因素集为：U＝{海洋环境，铝合金材料，表面处理工艺，设计装配，使用维护，工作应力}；步骤三、建立评价等级组成的评价集；不同飞机结构在不同服役环境下的腐蚀损伤程度不同，因此建立由腐蚀损伤评价等级组成的评价集，并采用专家评分法对各腐蚀损伤评价等级打分，得到评价等级的取值，评价集为V＝{v₁，v₂，…，v_n}，其中v₁～v_n为评价等级；具体为：建立评价集为V＝{轻微腐蚀损伤，一般腐蚀损伤，较严重腐蚀损伤，严重腐蚀损伤}；采用专家评分法对各腐蚀损伤评价等级打分，得到评价等级的取值，V＝{轻微腐蚀损伤，一般腐蚀损伤，较严重腐蚀损伤，严重腐蚀损伤}＝{0.1，0.4，0.6，0.75}；步骤四、确定从评判因素集到评价集的模糊关系；建立飞机结构在服役环境下从腐蚀损伤评判因素集U到评价集V的模糊关系矩阵；首先确定因素集U中的每个评判因素u_i对评价等级v_j的隶属度r_ij，其中i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，n；每个评判因素u_i的评价集为r_ij＝(r_i1，r_i2，…，r_in)；将所有评价因素的评价集构成一个m×n阶的评价矩阵R，即：具体为：用r_ij表示评判因素集U中的评判因素u_i对于评价集V中评价等级v_j的隶属度，其中i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，n，得到评价矩阵R为：$R=\left[\begin{array}{cccc}0.10& 0.20& 0.30& 0.40\\ 0.143& 0.428& 0.256& 0.143\\ 0.357& 0.256& 0.214& 0.143\\ 0.333& 0.333& 0.167& 0.167\\ 0.50& 0.30& 0.15& 0.05\\ 0.50& 0.30& 0.15& 0.05\end{array}\right]$步骤五、建立飞机结构腐蚀损伤评判因素的权重集；根据飞机结构各腐蚀损伤评判因素相对概率重要度的比重，对各评判因素赋予相应的权数；具体为：通过飞机结构腐蚀损伤故障树得到评判因素u_i的相对概率重要度为I_c(i)，其中i＝1，2，…，m；则评判因素u_i的权数为最后得到飞机结构腐蚀损伤所有评判因素的权重集A＝(a₁，a₂，…，a_m)，a₁～a_m为评价因素的权数，具体为：通过各评判因素相对概率重要度，得到评价因素的权重集为：A＝(海洋环境，铝合金材料，表面处理工艺，设计装配，使用维护，工作应力) ＝(0.296，0.296，0.296，0.037，0.037，0.038)步骤六、综合评判；确定了权重集A和评价矩阵R后，通过模糊变换得到等级评判矩阵B为：其中，ο为乘积相加运算，等级评判矩阵B为评价集V上的模糊子集，是飞机结构腐蚀损伤模糊综合评判的结果向量；根据等级评判矩阵B和评价集V中评价等级的取值，得到最终评判结果C为：C＝B·V^T将评判结果C与评价集V中评价等级的取值进行比较，得出飞机结构腐蚀损伤的程度；具体为：根据权重集A和评价矩阵R对飞机结构的腐蚀损伤进行模糊综合评判，得到等级评判矩阵B为：$B=\left[\begin{array}{cccccc}0.296& 0.296& 0.296& 0.037& 0.037& 0.038\end{array}\right]·\left[\begin{array}{cccc}0.10& 0.20& 0.30& 0.40\\ 0.143& 0.428& 0.256& 0.143\\ 0.357& 0.256& 0.214& 0.143\\ 0.333& 0.333& 0.167& 0.167\\ 0.50& 0.30& 0.15& 0.05\\ 0.50& 0.30& 0.15& 0.05\end{array}\right]$$=\left[\begin{array}{cccc}0.2274& 0.2965& 0.2453& 0.2130\end{array}\right]$评价集V为：V＝{轻微腐蚀损伤，一般腐蚀损伤，较严重腐蚀损伤，严重腐蚀损伤} ＝{0.1，0.4，0.6，0.75}则得到最终评判值C为C＝B·V^T ＝[0.2274 0.2965 0.2453 0.2130]·[0.1 0.4 0.6 0.75]^T ＝0.4483将评判结果C与评价集V中的评价等级的取值进行比较，评判结果C介于一般腐蚀损伤与较严重腐蚀损伤之间，飞机铝合金结构在海洋环境下的腐蚀损伤为一般腐蚀损伤。