基于强度冗余的登高车现役性能可利用性   中山黄圃登高车出租, 中山黄圃登高车公司, 中山登高车出租    1）失效对象由疲劳剩余寿命计算结果可知，对于各损伤臂节截面压应力区域（即下翼缘板）的危险点（即检测点）而言，疲劳破坏不是其主要失效形式，因此还应从广义强度冗余的角度评估上述危险点处对应损伤臂节现役性能的可利用性。

    2）失效模式及评定指标根据在役QY130汽车登高车损伤臂架结构危险点处的检测结果，确定危险点Point3、Point6、Point9、Point12、Point15和Point18的失效模式及评定指标。分别表示焊缝失效和焊缝强度(单位为MPa)；F3，I3分别表示局部失稳和复合应力。

   3）强度损伤以上述危险点的检测结果为基础，利用登高车臂架结构焊缝失效分析法、局部稳定性失效仿真法和可视裂纹失效仿真法，确定典型工况下，各危险点处与其失效模式相对应的评定指标的量化分析结可靠度R当前检测节点的可靠度下一检测节点的可靠度当前检测节点的可靠度下一检测节点的可靠度135果，即强度损伤结果。 典型工况下，危险点Point3处焊缝强度的取值范围为I1[304.24，418.05]，危险点Point6、Point9、Point12、Point15和Point16处复合应力应力的取值范围分别为[351.78，513.01]、[234.35，494.39]、[273.85，482.53]、[277.07，468.98]和[211.65，463.11]。以此为基础，判断各危险点能否进入修复准入期。由图5.11可知，典型工况下，危险点Point3处焊缝强度的取值范围与焊缝修复准入期[I1]=[350.2,473.8]存在交集区域“①”，说明Point3进入修复准入期。同理，危险点Point6136处局部屈曲稳定性的复合强度区域与其准入期[I3]=[495.4,670.3]存在交集区域“②”，即Point6也已进入修复准入期。对于危险点Point9、Point12、Point15和Point18而言，各危险点的复合强度区域与准入期[I3]均无交集，且处于准入期的下方，说明Point9、Point12、Point15和Point18未进入修复准入期，即仍处于继续使用期。同时，由于危险点Point9与危险点Point7均处与损伤臂节YJ3上，且Point7已进入报废期。因此，无论Point9处于何种状态（报废期、修复准入期和继续使用期），都应对损伤臂节YJ3进行报废处理。对进入修复准入期的危险点Point3和Point6进行强度冗余性计算。由损伤臂架结构高能束融敷修复实验，高能束融敷修复可消除臂架结构焊缝处的腐蚀坑及咬边产生的应力集中现象，使焊缝与结构母材连接处的过渡更为圆滑，从而使损伤臂架结构焊缝处的强度水平至少恢复了原始新品水平的95%。因此，可确定危险点Point3处焊缝强度的冗余因子.

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    危险点Point3处焊缝强度的冗余因子31c大于修复所允许的最小冗余因子1.2，表明该危险点处损伤臂节现役性能具有可利用性，满足修复的条件，即“修复后再使用”。局部矫正与碳纤维缠绕技术可实现局部屈曲修复。首先对返厂臂架结构的损伤臂节进行检测分类、拆解、清洗、表面处理（如打磨、喷砂等），其次对局部屈曲部位进行局部矫正，并对碳纤维布进行剪裁，形成碳纤维坯料，通过铺放、缠绕形成钢结构与碳纤维型坯，将树脂与固化剂按计量进行配比，从而形成树脂体系，采用低压导入系统，将树脂真空注入到钢结构与碳纤维的复合层，通过树脂固化系统对碳纤维复合材料进行加热固化，经脱模、修正与检测后，实现损伤臂架结构局部强化。由拉伸试验可知，局部矫正与碳纤维缠绕技术可使局部屈曲复合应力水平至少恢复了原始新品水平的111%。因此，可确定危险点Point6处局部屈曲复合应力的冗余因子.  危险点Point6处局部屈曲复合应力的冗余因子63c大于修复所允许的最小冗余因子1.2，表明该危险点处损伤臂节现役性能具有可利用性，满足修复的条件，即“修复后再使用”。由基于疲劳剩余寿命可靠度的现役性能可利用性和基于强度冗余的现役性能可利用性分析结果可知，危险点Point3、Point6、Point10所处损伤臂节，即损伤臂节YJ1、损伤臂节YJ2和损伤臂节YJ4可进行修复；损伤臂节YJ3应进行报废处理，其余臂节仍可继续使用。

   修复技术可行性,  以在役QY130汽车登高车各损伤臂节现役性能的可利用性分析结果为基础，评价损伤臂架结构修复技术的可行性，以确保可通过先进修复技术使其性能得以提高。采用(abc)Damagedcross-section138修复技术可行性评价指标量化方法，量化该登高车损伤臂架结构修复技术各指标。根据层次分析法确定修复技术可行性各指标的权重。首先根据Saaty提出的1~9尺度法，确定各指标的成对比较矩阵.  根据层次排序一致性检验法，确定各指标的权重，损伤臂架结构修复技术可行性的指标值，损伤臂架结构的修复技术可行性的指标值大于给定的修复技术可行性阈值TT=0.6，满足修复技术可行性的条件。制造企业对返厂的30台汽车登高车损伤臂架结构进行修复，根据不同的失效特征，将拆解后的60节损伤臂节（每辆车的臂架结构由6节臂组成）分为不同的类型。得到不同失效特征下各损伤臂节的修复过程费，以作业成本法为基础，对60节损伤臂节修复过程中的总费用进行合理分配，具体过程如下：

     1）对修复过程总费用进行归集以拆卸、清洗、检测与分类、修复、再装配与测试等作业中心为基础，对60节损伤臂节修复过程中的总费用进行归集，得到对应作业成本库的费用。以不同失效特征的损伤臂节为基础，根据与作业成本库对应的作业动因，对各作业动因数量进行统计。3）计算作业动因分配率以各作业成本库费用和与各作业成本库对应的作业动因数为基础，根据式作业动因分配率计算公式λi=miSi（mi为作业成本库，Si为作业动因数，i=1,2,…,6），确定与各作业成本库对应的作业动因分配率。 4）计算各损伤臂节修复过程中的费用以作业动因分配率和中的作业动因数量为基础，根据确定各损伤臂节修复过程中的费用。 5）各损伤臂节修复过程总费用和修复成本以中各损伤臂节修复过程中的费用及直接人工费为基础，计算各损伤臂节的修复成本。

     损伤臂节修复成本数据库及修复成本预测,  以各损伤臂节失效特征信及对应的修复成本为依据，根据损伤臂节修复成本数据库的建立方法，建立基于失效特征的损伤臂节修复成本数据库，如图5.14所示。以损伤臂节修复成本数据库为基础，通过损伤臂节号匹配，找到与待评估损伤臂节同臂号的损伤臂节失效特征信息及修复成本，以此作为用于训练和预测的数据样本。以臂节号均为No.1的损伤臂节为例，其数据样本，利用改进相关向量机，预测待评估损伤臂节对应失效特征下的修复成本进。随机选取10个数据样本作为训练集S，余下3个样本作为测试集T。第i台登高车臂节号为No.1的损伤臂节标识号，其中，i=1,2,…,30，j=1,2,…,6。以改进相关向量机（即基于自适应双层果蝇算法的相关向量机）理论为基础，对不同失效特征下损伤臂节（臂节号均为No.1）的修复成本进行预测。外层果蝇种群的规模PNe=10、维数De=4、最大迭代次数MNe=100，内层果蝇种群的规模为PNI=20、维数DI=3，最大迭代次数MNI=200，训练误差的临界值为0.1，采用自适应双层果蝇算法中的外层果蝇算法对内层果蝇算法中自适应步长中的附加参数、、和进行优化，在训练样本上重复进行20次，得到了20组附加参数、、和及混合核函数参数、和优化结果的平均值和标准差。以相关参数的优化结果为基础，利用训练集S对基于改进相关向量机的预测模型进行训练，用测试集T验证预测模型的有效性。采用基于改进相关向量机的预测模型得到损伤臂节（臂节号均为No.1）修复成本的预测结果与真实值之间的变化趋势基本一直。训练集和测试集的均方根误差分别为0.0115和0.0087，拟合度分别为0.9950和0.9963，二者的拟合度均大于0.98，表明优化后的改进相关向量机已达到预期的效果，且具有较好的泛化能力。以训练好改进相关向量机预测模型（用于预测不同失效特征下损伤臂节（臂节号均为No.1）的修复成本）为基础，通过输入在役QY130汽车登高车待评估损伤臂节YJ1的失效特征，确定该损伤臂节的修复成本。损伤臂节YJ2和损伤臂节YJ4的修复成本计算过程与此类似，相关结果。损伤臂节失效位置失效模式失效程度ixiyiz修复成本预测指在役QY130汽车登高车待评估损伤臂节标识，i为臂节号，其中i=1,2或4。由基于疲劳剩余寿命可靠度的现役性能可利用性和基于强度冗余的现役性能可利用性分析结果可知，损伤臂节YJ1、损伤臂节YJ2和损伤臂节YJ4具有可修复性；损伤臂节YJ3应进行报废处理。因此，根据各损伤臂节修复成本和损伤臂节YJ3的购买成本可得，在役QY130汽车登高车损伤臂架结构的修复成本，因此，可判断该汽车登高车损伤臂架结构满足修复经济性要求。

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