一种考虑任务阶段的装备载荷量化方法与流程

本发明涉及一种考虑任务阶段的装备载荷量化方法，属于装备载荷量化。

背景技术：

1、当前装备寿命周期内任务阶段越来越多样，在各任务阶段执行过程中装备所经历的环境载荷类型也日益复杂，在多种任务阶段与多类环境载荷相耦合的条件下，通过完备、有效的载荷量化方法，量化分析装备在执行任务过程中的载荷数据，能够有效识别装备全寿命周期薄弱环节，指导装备结构、功能的优化设计，提升装备的应用水平。

2、现阶段对于装备的载荷量化方法，如定性数据最大包络分析法、传感器采集法、仿真法，大多是通过数学方式或布置传感器的方法，以量化某载荷为目标，通过单一方法进行载荷量化分析，因此与装备本身特点及任务过程联系不够紧密，装备寿命周期内不同的任务阶段过程对载荷量化方法的经济性、准确性、有效性有着更高的要求。如在装备经历载荷复杂多样的任务阶段，不同任务阶段经历的载荷不同，所以对传感器类型及数量的要求也不同，出于经济性和实用性的考虑，传感器类型及数量并不是越多越好，并且在装备某些特定部位空间狭小，加装传感器的难度很大。在装备实时执行任务时，通过数学分析仿真的载荷量化方法不能及时指导任务开展，通常是利用执行任务阶段之前的历史载荷数据仿真分析得到的结果，改进装备结构功能设计、优化任务执行方案，所以基于仿真的载荷量化方法的应用时机要与任务阶段密切关联。同时仿真法需要有环境载荷作为输入条件，需要依据传感器采集的载荷量化数据，才能提升载荷仿真数据的准确性。综上，考虑装备在不同的任务阶段中经历的不同环境载荷，集成多种载荷量化方法，有针对性的开展多任务阶段的装备载荷量化具有重要意义。

3、现有的装备载荷量化方法通常是以量化某载荷为目标，通过单一方法进行载荷量化分析，与装备本身特点及任务过程联系不够紧密，并没有考虑到在不同的任务阶段执行过程中，装备所经历的载荷类型多样、错综复杂，未综合考虑自然环境载荷与诱导环境载荷的耦合关系，而且对于装备的任务准备、遂行等阶段，载荷量化方法更需要满足经济性、准确性、有效性等严苛要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出一种考虑任务阶段的装备载荷量化方法，通过剖析装备在寿命周期内的任务类型，辨识任务阶段过程中的载荷环境及其耦合关系，整理载荷量化具体实现过程，为多任务阶段的装备载荷量化提供支撑。

2、一种考虑任务阶段的装备载荷量化方法，包括如下步骤：

3、步骤1、对装备寿命周期进行任务阶段划分，分别划为：运输、贮存、待机值班、训练、任务准备、任务遂行和维修，共计七个阶段；

4、步骤2、将各任务阶段的环境载荷分为自然环境载荷和诱导环境载荷；

5、步骤3、针对每一任务阶段，将各环境载荷分类到对应的载荷量化方法中，利用对应的载荷量化方法输出对应的各载荷的量化输出值；所述载荷量化方法，包括：七个阶段的自然环境载荷基于传感器实测的载荷量化方法进行测量；

6、针对运输阶段诱导环境载荷，采用动力学有限元仿真法进行载荷量化；

7、针对待机值班和训练阶段的诱导环境载荷，采用传感器实测法与结构力学有限元仿真法进行载荷量化；

8、针对任务准备阶段的诱导环境载荷，集成传感器实测法、结构力学和动力学有限元仿真法进行载荷量化；

9、针对任务遂行阶段的诱导环境载荷，采用传感器实测法进行载荷量化。

10、进一步地，所述自然环境载荷，包括：温度、相对湿度、气压、太阳辐射、化学腐蚀度、盐雾霉菌浓度；所述诱导环境载荷，包括：装备受到的冲击、振动、噪声、装备的温度、加速度、电磁干扰、电应力。

11、进一步地，所述各任务阶段的环境载荷，包括：运输阶段的环境载荷：自然环境载荷有温度、相对湿度和气压，诱导环境载荷有装备受到的冲击和振动；

12、贮存阶段的环境载荷：只有自然环境载荷如：温度、相对湿度、气压、盐雾霉菌浓度、太阳辐射和化学腐蚀度；

13、待机值班阶段的环境载荷：自然环境载荷有温度、气压、相对湿度、盐雾霉菌浓度、化学腐蚀度，诱导环境载荷有电应力；

14、训练阶段的环境载荷：自然环境载荷有温度、气压、相对湿度、盐雾霉菌浓度、太阳辐射和化学腐蚀度，诱导环境载荷有电应力；

15、任务准备阶段的环境载荷：自然环境载荷有温度、盐雾霉菌浓度、太阳辐射和化学腐蚀度，诱导环境载荷有振动、噪声、装备的温度、电磁干扰和电应力；

16、任务遂行阶段的环境载荷：自然环境载荷有温度、气压和太阳辐射，诱导环境载荷有装备的温度、振动、噪声、装备受到的冲击、加速度、电磁干扰和电应力；

17、维修阶段的环境载荷：只有自然环境载荷如温度、气压、太阳辐射、相对湿度、盐雾霉菌浓度、化学腐蚀度。

18、进一步地，所述基于传感器实测的载荷量化方法，包括：温度传感器实测方法、电传感器实测方法、机械传感器实测方法、湿度传感器实测方法、光学传感器实测方法、磁传感器实测方法、振动传感器实测方法、噪声传感器实测方法、浓度传感器实测方法、气压传感器实测方法、太阳辐射传感器实测方法。

19、进一步地，所述将各环境载荷分类到对应的载荷量化方法中，包括：

20、运输阶段：诱导环境载荷中冲击和振动用基于动力学有限元仿真的载荷量化方法进行量化测量；

21、待机值班和训练阶段：诱导环境载荷中电应力中的电压值用基于传感器实测的载荷量化方法和基于结构力学有限元仿真载荷量化方法分别进行量化测量，取两种量化方法的量化值的平均值为最终输出值；

22、任务准备阶段：诱导环境载荷中的噪声、电磁干扰用基于传感器实测的载荷量化方法，装备的温度、振动和电应力中的电压值使用基于传感器实测的载荷量化方法和基于结构力学有限元仿真的载荷量化方法分别进行量化测量，取两种量化方法的量化值的平均值为最终输出值；振动使用基于传感器实测的载荷量化方法和基于动力学有限元仿真的载荷量化方法分别进行量化测量，取两种量化方法的量化值的平均值为最终输出值。

23、有益效果：

24、第一、本发明提出一种考虑任务阶段的装备载荷量化方法，相比于现有的普通方法，本方法先分类对应的任务阶段，然后再将其中的环境载荷分为自然环境载荷和诱导环境载荷，因此覆盖到的环境载荷的面要相比于目前市面上的方法更广，能够有效识别装备全寿命周期薄弱环节，指导装备结构、功能的优化设计，提升装备的应用水平。

25、第二、现阶段对于装备的载荷量化方法，如定性数据最大包络分析法、传感器采集法、仿真法，大多是通过数学方式或布置传感器的方法，以量化某载荷为目标，通过单一方法进行载荷量化分析，因此与装备本身特点及任务过程联系不够紧密，装备寿命周期内不同的任务阶段过程对载荷量化方法的经济性、准确性、有效性有着更高的要求，不同任务阶段经历的载荷不同，所以对传感器类型及数量的要求也不同，传感器类型及数量并不是越多越好，并且在装备某些特定部位空间狭小，加装传感器的难度很大，本方法将装备按照装备任务阶段划分后，获得对应的分类后，避免了过多的安装传感器，经济性和实用性更好。

26、第三，所述的载荷量化方法中，包括：基于结构力学有限元仿真的载荷量化方法、基于动力学有限元仿真的载荷量化方法，这些方法的补入相对于原有没进行分类的单一量化方法，提高了对载荷数据测量的实时性和准确性。