(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 202210924973.9 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 北京科技大 学 地址 100083 北京市海淀区学院路3 0号 申请人 中国兵器 工业第五九研究所 (72)发明人 张博威　苏艳　左鹏程　金一鸣　 汪凤琴　滕俊鹏　吴俊升　陈金燕　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 岳野 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01)G06N 20/00(2019.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种材料-结构件环 境损伤传递模 型及其构 建方法 (57)摘要 本发明公开了一种材料 ‑结构件环 境损伤传 递模型及其构建方法， 该材料 ‑结构件环境损伤 传递模型的构建方法包括如下步骤： 收集基于自 然环境或室内模拟加速条件下获得的材料及结 构件的环境损伤数据并进行分类； 确定输入参数 与输出参数， 进行输入参数的归一化、 数据降维 及与输出参数的数据关联性分析； 以及基于机器 学习算法构建材料 ‑结构件传递模型。 本发明还 提供了采用该构建方法构建的材料 ‑结构件环境 损伤传递模 型。 本发明可通过材料与结构件环境 损伤数据的分析建模， 预测结构件服役性能， 该 方法操作简单， 流程简洁， 大大提高了结构件性 能预测的效率； 预测的结构件服役性能精度较 高， 具有广阔的应用前 景。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 115359859 A 2022.11.18 CN 115359859 A 1.一种材 料‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S100、 收集基于自然环境或室内模拟加速条件下获得的材料及结构件的环境损伤数据 并进行分类； S200、 确定输入参数与输出参数， 进行输入参数的归一化、 数据降维及与输出参数的数 据关联性分析； 以及 S300、 基于机器学习算法构建材 料‑结构件传递模型。 2.根据权利要求1所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征在于， 所 述材料为金属材 料， 所述结构件 包括各类连接方式的结构件。 3.根据权利要求2所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征在于， 所 述结构件 包括焊接件、 螺 接件和铆接件。 4.根据权利要求2所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征在于， 所 述材料包括铝合金、 钢 、 钛合金、 铜合金、 镁合金、 镍合金和高熵合金。 5.根据权利要求1、 2、 3或4所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征 在于， 步骤S100中所述材料及结构件的环境损伤数据分为环 境数据、 腐蚀数据和力学数据， 所述腐蚀数据包括均匀腐蚀和各类局部腐蚀数据， 所述力学数据包括抗拉强度、 最大力和 疲劳寿命。 6.根据权利要求1、 2、 3或4所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征 在于， 步骤S200中所述输入参数为所述材料及结构件的腐蚀参数和部分力学参数， 所述输 出参数为结构件的疲劳寿命。 7.根据权利要求1、 2、 3或4所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征 在于， 步骤S200中所述数据降维为皮尔逊相关系数分析， 所述数据关联性为灰色关联度分 析。 8.根据权利要求1、 2、 3或4所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征 在于， 步骤S3 00中所述机器学习算法为随机森林算法。 9.根据权利要求1、 2、 3或4所述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其特征 在于， 步骤S 300中对所述材料 ‑结构件传递模 型优化过程中的训练数据不少于20条， 预测数 据不少于10条。 10.一种材料 ‑结构件环境损伤传递模型， 其特征在于， 采用上述权利要求1～9中任意 一项所述的材 料‑结构件环境损伤传递模型的构建方法构建。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115359859 A 2一种材料 ‑结构件环境损伤传递模型及其构建 方法 技术领域 [0001]本发明涉及材料技术领域， 特别是一种材料 ‑结构件环境损伤传递模型及其构建 方法。 背景技术 [0002]螺接/焊接连接等结构件在航空、 海工领域拥有广阔的需求， 对飞机、 舰艇等重大 装备的结构稳定性起到举足轻重的作用。 在 海洋大气环境中， 螺接连接件的沟槽、 缝隙等隐 蔽结构以及焊接件的热影响区等部位极易优先发生环境损伤而导致结构件的力学性能严 重恶化， 从而影响飞机、 海工装备的长期安全服役。 相比简单的材料试片， 结构件的环境损 伤及服役寿命评价体系更为复杂和困难。 目前常用的金属结构件环境损伤评估建立在大量 室内外相关实验的基础上， 不仅仅效率较低， 而且对其服役寿命的预测精度较低。 这严重阻 碍了新型航空、 海工材料和结构件的开 发、 性能评价及其服役寿命评估。 因此， 建立材料 ‑结 构件环境损伤的关联性， 实现对 结构件服役寿命的快速准确预测评估， 对航空、 海工等重要 装备安全服役 具有十分重要的指导 意义和应用价 值。 发明内容 [0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷， 提供一种简单、 高效的 材料‑结构件环境损伤传递模型及其构建方法， 以解决现有技术存在的典型结构件寿命预 测评估费力耗时、 效率低下和寿命预测精度低等问题， 提升典型结构件在环境损伤条件下 的服役寿命。 [0004]为了实现上述目的， 本发明提供了一种材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方 法， 其中， 包括如下步骤： [0005]S100、 收集基于自然环境或室 内模拟加速条件下获得的材料及结构件的环境损伤 数据并进行分类； [0006]S200、 确定输入参数与输出参数， 进行输入参数的归一化、 数据降维及与输出参数 的数据关联性分析； 以及 [0007]S300、 基于机器学习算法构建材 料‑结构件传递模型。 [0008]上述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其中， 所述材料为金属材料， 所述结构件 包括各类连接方式的结构件。 [0009]上述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其中， 所述结构件包括焊接 件、 螺接件和铆接件。 [0010]上述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其中， 所述材料包括铝合金、 钢、 钛合金、 铜合金、 镁合金、 镍合金和高熵合金。 [0011]上述的材料 ‑结构件环境损伤传递模型的构建方法， 其中， 步骤S100中所述材料及 结构件的环境损伤数据分为环境数据、 腐蚀数据和力学数据， 所述腐蚀数据包括均匀腐蚀 和各类局部腐蚀数据， 所述力学 数据包括 抗拉强度、 最大力和疲劳寿命。说　明　书 1/3 页 3 CN 115359859 A 3