بررسی رشد ترک خستگی با فرایند وینر با درنظرگرفتن اثرات تصادفی

نویسندگان

1 مهندسی هوافضا، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

2 پژوهشگاه هوافضا- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

doi
10.22060/mej.2020.17437.6596
چکیده

ارزیابی قابلیت اطمینان سازه‌های هوافضایی با قابلیت تعمیرپذیری، برای افزایش در دسترس‌بودن سیستم و کاهش توقفات تصادفی در طول بهره‌برداری از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. مدل‌سازی و تحلیل فرآیند تخریب، یک رویکرد موثر برای ارزیابی قابلیت‌اطمینان و پیش‌بینی عمر مفید باقی‌مانده است. مدل‌سازی فرآیند تخریب براساس روش‌های مبتنی بر داده (فرآیندهای تصادفی و روش‏های یادگیری ماشین) یا مکانیزم‌های خرابی انجام می‌شود. مدل‌های مبتنی برفرآیندهای تصادفی نظیر فرآیند وینر یکی از ابزارهای توانمند در این حوزه به ویژه تحلیل گسترش آسیب و رشد ترک‏های خستگی است. در این تحقیق، ابتدا فرایندهای وینر برای مدل‌سازی فرایند تخریب تشریح‌شده و خطاهای اندازه‌گیری با اثرات تصادفی در مدل مورد بررسی قرار می‏گیرد و علاوه بر این، عبارات فرم بسته برخی مقادیر قابلیت‌اطمینان مانند تابع قابلیت اطمینان و تابع چگالی احتمال هریک از مدل‌ها ارائه شده است. سپس با استفاده از روش تخمین درست‌نمایی بیشینه و الگوریتم  امید ریاضی- بیشینه‌کردن، پارامترهای ناشناخته در مدل‌های تخریب برآورد می‏شود. برای اثبات دقت و صحت روش ارائه‌شده، گسترش ترک ناشی از خستگی در یک قطعه آلومینیومی بررسی شده و نتایج با مقادیر تجربی و  مدل پایه گاما مقایسه شده است. نتایج به‌دست‌آمده بیانگر دقت مطلوب مدل فرایند وینر نسبت به مدل گاما در تخمین رشد ترک خستگی است و با اضافه‌کردن پارامتر خطای اندازه‌گیری به این مدل، دقت آن افزایش می‌یابد.