一种身管剩余寿命预测方法

本发明属于剩余寿命预测，涉及到一种身管剩余寿命预测方法。

背景技术：

1、身管寿命是指火炮按规范条件射击，身管在弹道指标降低到允许值或疲劳破坏前，当量全装药的射弹总数。身管剩余寿命是指身管在经过一段时间使用后，还能够继续使用的时长。身管是火炮的主要构件，有时就以身管寿命称为火炮寿命。故而，身管剩余寿命的预测管理对于军事行动和武器装备的维护都具有重要的意义，是非常必要和重要的。

2、已有的身管剩余寿命的预测管理主要对身管材料的机械性能、热性能、化学成分等方面进行评估，了解材料在使用过程中可能面临的疲劳、腐蚀和热应力等问题，变迁实时监测温度、压力等数据并进行分析，进而评估火炮的实际工作状态和可能的损伤。

3、但是已有的身管剩余寿命的预测管理没有对发射弹的引信的健康情况进行检测和分析，引信失效可能会引发炮弹在膛内爆炸或哑弹等安全事故，从而对火炮身管造成损坏或破裂，严重影响其剩余寿命。

4、已有的身管剩余寿命的预测管理没有从身管的壁厚、外表面腐蚀面积、内表面烧蚀面积和内表面的裂纹等方面多元化地角度对身管的外观健康情况进行分析，如果身管的壁厚过薄或者外表面腐蚀严重或者内表面烧蚀严重或者裂纹过于严重，则身管都会变得薄弱，从而容易发生断裂或变形，进而导致身管强度下降，影响身管的寿命。

5、已有的身管剩余寿命的预测管理没有从身管的发射弹的初速、发射弹对应膛压和发射弹密集度等多元化地角度对身管的性能健康情况进行分析，如果初速下降，膛压就会相应地增加，使得身管承受的载荷加大，从而可能导致身管出现疲劳裂纹或断裂，缩短了身管的寿命，如果射弹密集度过大，则说明射击精度不高，这可能会导致身管承受额外的冲击和振动，从而加速身管的磨损和疲劳。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种身管剩余寿命预测方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种身管剩余寿命预测方法，包括：s1、信息参数获取：对目标身管进行监测，从而得到目标身管的外观信息参数和性能信息参数以及目标身管对应各发射弹的引信信息参数。

3、s2、引信信息参数解析：根据目标身管对应各发射弹的引信信息参数，分析目标身管的健康系数修正因子。

4、s3、外观信息参数解析：根据目标身管的外观信息参数和目标身管的健康系数修正因子，分析目标身管的外观健康系数。

5、s4、性能信息参数解析：根据目标身管的性能信息参数和目标身管的健康系数修正因子，分析目标身管的性能健康系数。

6、s5、历史数据提取：提取目标身管的历史使用数据和历史维护数据。

7、s6、历史数据分析：根据目标身管的历史使用数据和历史维护数据，分析目标身管的剩余寿命影响因子。

8、s7、剩余寿命预测：根据目标身管的外观健康系数、性能健康系数和剩余寿命影响因子，预测目标身管的剩余寿命。

9、优选地，所述目标身管的外观信息参数包括各监测点壁厚、外表面腐蚀面积、内表面烧蚀面积以及内表面的裂纹数、各裂纹长度和各裂纹深度。

10、所述目标身管的性能信息参数包括各发射弹的初速、各发射弹对应膛压和发射弹密集度。

11、所述目标身管对应各发射弹的引信信息参数包括引信解除保险的时间、引信启动的时间和引信起爆的时间。

12、所述目标身管的历史使用数据包括历史射击次数和历史使用时长。

13、所述目标身管的历史维护数据包括历史维护次数和历史维护频率。

14、优选地，所述目标身管的健康系数修正因子的具体分析过程为：提取目标身管对应各发射弹的引信解除保险的时间、引信启动的时间和引信起爆的时间，分析目标身管的健康系数修正因子

15、其中ti1、ti2、ti3分别为目标身管对应第i个发射弹的引信解除保险的时间、引信启动的时间和引信起爆的时间，t01、t02、t03分别为从信息储备库中提取的目标身管对应发射弹的引信解除保险的标准时间、引信启动的标准时间和引信起爆的标准时间，i＝1,2,...,a，i为各发射弹的编号，a为发射弹的数量，e为自然常数。

16、优选地，所述目标身管的外观健康系数的具体分析过程为：提取目标身管的内表面的裂纹数、各裂纹长度和各裂纹深度，分析目标身管的内表面裂纹影响指数ψ。

17、提取目标身管的各监测点壁厚、外表面腐蚀面积和内表面烧蚀面积，分析目标身管的外观健康系数其中hj、s、s′分别为目标身管的第j个监测点壁厚、外表面腐蚀面积和内表面烧蚀面积，h0、s0、s0′分别为从信息储备库中提取的目标身管的监测点标准壁厚、外表面许可腐蚀面积和内表面许可烧蚀面积，β1、β2、β3、β4分别为设定的监测点壁厚、外表面腐蚀面积、内表面烧蚀面积和内表面裂纹影响指数对应的外观健康系数的所占权重，且β1+β2+β3+β4＝1，j＝1,2,...,b，j为各监测点的编号，b为监测点的数量。

18、优选地，所述目标身管的内表面裂纹影响指数的具体分析过程为：提取目标身管的内表面的裂纹数、各裂纹长度和各裂纹深度，根据分析模型得到目标身管的内表面裂纹影响指数ψ，其中m、lf、lhf分别为目标身管的内表面的裂纹数、第f个裂纹长度和第f个裂纹深度，l0、lh0分别为从信息储备库中提取的许可裂纹长度和许可裂纹深度，k1为从信息储备库中提取的裂纹长度与许可裂纹长度之比阈值，f＝1,2,...,m，f为各裂纹的编号。

19、优选地，所述目标身管的性能健康系数的具体分析方式为：提取目标身管的各发射弹的初速、各发射弹对应膛压和发射弹密集度，分析目标身管的性能健康系数其中vg、fg、ct分别为目标身管的第g个发射弹的初速、第g个发射弹对应膛压和发射弹密集度，v0、f0、ct0分别为从信息储备库中提取的目标身管的发射弹的标准初速、发射弹对应标准膛压和发射弹密集度阈值，g＝1,2,...,c，g为各发射弹的编号，c为发射弹的数量。

20、优选地，所述目标身管的发射弹密集度的具体获取过程为：a1：获取目标身管的各次发射所属各发射弹的射击过程视频，利用视频提取技术从中提取得到目标身管的各次发射所属各发射弹的弹着点。

21、a2：根据预定义原则对目标身管的各次发射所属各发射弹的弹着点进行分析得到目标身管的各次发射的平均弹着点，进一步得到目标身管的各次发射所属各发射弹的弹着点与平均弹着点的距离长度。

22、a3：分析目标身管的发射弹密集度其中lchg为目标身管的第h次发射所属第g次发射弹的弹着点与平均弹着点的距离长度，lc0为从信息储备库中提取的发射弹的弹着点与平均弹着点的距离长度阈值，h＝1,2,...,r，h为各次发射的编号，r为发射的次数，g＝1,2,...,q，g为各发射弹的编号，q为发射弹的数量。

23、优选地，所述目标身管的剩余寿命影响因子的具体分析过程为：b1：提取目标身管的历史射击次数和历史使用时长，分析目标身管的剩余寿命影响因子对应历史使用指数其中n、t分别为目标身管的历史射击次数和历史使用时长，t0为从信息储备库中提取的目标身管的标准使用时长。

24、b2：提取目标身管的历史维护次数和历史维护频率，分析目标身管的剩余寿命影响因子对应历史维护指数其中d、p分别为目标身管的历史维护次数和历史维护频率，p0诶从信息储备库中提取的目标身管的许可维护频率。

25、b3：分析目标身管的剩余寿命影响因子其中δ1、δ2分别为设定的目标身管的剩余寿命影响因子对应历史使用指数和剩余寿命影响因子对应历史维护指数的所占权重。

26、优选地，所述目标身管的剩余寿命的具体获取过程为：提取目标身管的外观健康系数、性能健康系数和剩余寿命影响因子，分析目标身管的剩余寿命对应系数其中ε1、ε2分别为设定的外观健康系数和性能健康系数对应的权重因子，且ε1+ε2＝1。

27、将目标身管的剩余寿命对应系数与从信息储备库中提取的各剩余寿命对应剩余寿命对应系数范围进行匹配，得到目标身管的剩余寿命。

28、相较于现有技术，本发明的优点和积极效果如下：1、本发明通过获取目标身管对应各发射弹的引信信息参数，分析目标身管的健康系数修正因子，有效地规避了引信失效引发的炮弹在膛内爆炸或哑弹等安全事故，从而避免了对火炮身管造成的损坏或者破裂，延长了目标身管的剩余寿命。

29、2、本发明通过获取目标身管的外观信息参数，分析目标身管的外观健康系数，从多元化地角度对目标身管的外观健康情况进行分析，有效地规避了随着目标身管的磨损和老化导致的目标身管的寿命的影响，有助于及时更换身管，确保了射击的准确性和安全性。

30、3、本发明通过获取目标身管的性能信息参数，分析目标身管的性能健康系数，从多元化地角度对目标身管的性能健康情况进行分析，有效地规避了由于目标身管的承受载荷过大而导致的目标身管出现疲劳裂纹或者断裂的情况，有助于更合理地安排火炮的使用和保养计划，也避免了目标身管承受额外的冲击和振动，降低了目标身管的磨损和疲劳。

31、附图说明

32、为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

33、图1为本发明的方法步骤实施示意图。

34、图2为本发明的平均弹着点的分析示意图。