船舶结构腐蚀检测及腐蚀模型不确定性分析

       针对经典的概率论不能有效地处理检测概率的参数不确定性问题，提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法，并以威布尔分布形式的检测概率为例，推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题，基于无损检测信息采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性，得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法，并用算例证明了所提方法的有效性。

       腐蚀损伤是船舶结构主要的损伤形式之一，统计资料表明，大约90%的船舶失效是由于腐蚀包括腐蚀疲劳引起的为了保证船舶结构的安全运行，对受腐蚀损伤的船舶结构进行周期性的无损检测及可靠性评估是必不可少的，检测的结果可以用来更新统计参数分布、模型及失效概率等，从而更准确地预测船舶结构的剩余使用寿命但是每一种检测方法本身都有局限性，而且由于检测的仪器设备、工作环境条件及人为因素的影响，检测的结果具有相当程度的不确定性，忽视这些不确定性不仅会导致决策失误，同时还会增加不必要的检测、维修费甩因此，发展一种能够定量分析这类不确定性的方法是非常必要的同时由于描述检测概率的分布函数有多个，如常见的威布尔分布、指数分布及对数正态分布，它们都是不同的研究人员根据无损检测试验数据得出的经验分布模型对一具体问题究竟该选择那一种分布模型，且使无损检测提供的后验信息可以用来更新每一统计模型，这就提出了统计模型不确定性及其更新问题。

       对于船舶结构的腐蚀可靠性评估，合珲的腐蚀损伤模型的选择是至关重要的一步，对目前一些有关船舶结构的腐蚀模型做了很好的总结，并提出了一种新的腐蚀模型，这些模型都是经验模型，没有足够的资料证明哪一种模型最合理，所以目前还没有一个统一的腐蚀模型，这导致了在分析船舶结构可靠性时存在力学模型不确定性问题同时由于每一腐蚀模型都包含一些基本的随机变量，描述这些变量的分布函数也有多个，如腐蚀层保护的寿命币就有正态、对数正态和威布尔分布[7]3种形式，这时又存在统计模型不确定性问题此时再对船舶结构进行可靠性分析时就面临着一个多层次模型不确定性问题，而且随着无损检测提供的后验信息，还需要对模型及可靠性进行更新传统的分析模型不确定性的方法主要有数据分析法和专家判断法，数据分析法的结果受到采样规模的限制，专家判断法的结果易受人为因素的影响，而且他们都不能解决模型不确定性更新问题。

       本文根据无损检测中不确定性问题的特点，提出了分析检测概率中参数不确定性的贝叶斯方法，在此基础上采用贝叶斯方法推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式。

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