龍蒙召,王戰(zhàn)輝??,李瑞瑞,高 星,殷香奎,劉玲娜,楊煜巖,段梓浩,郭蒂娜

(1.榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院,陜西榆林 719000;2.山東電力工程咨詢?cè)河邢薰?山東濟(jì)南 250013;3.陜西省低變質(zhì)煤潔凈利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西榆林 719000)

天然氣和石油作為全世界的戰(zhàn)略儲(chǔ)備能源,日常生活依賴度極高,而承擔(dān)著天然氣和石油經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)輸?shù)墓艿?其安全的重要性是毋庸置疑的[1]。天然氣和石油的運(yùn)輸管道發(fā)生穿孔等安全事故,會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸工作的癱瘓,而且會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力,更危險(xiǎn)的是會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境的平衡,給人們的生活造成很大的困擾,因此,天然氣和石油的運(yùn)輸管道必須要做好安全防范[2]。

如果缺乏天然氣和石油運(yùn)輸管道標(biāo)準(zhǔn)的修理策略,沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行安全預(yù)測(cè),就會(huì)造成大量的管道腐蝕現(xiàn)象發(fā)生[3]。在天然氣與石油管道壓力失效的事故中,由于腐蝕造成的事故占到了總事故的一半[4]。為了使天然氣和石油運(yùn)輸管道更加安全科學(xué)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行,制定合適的管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法刻不容緩,并且應(yīng)將其嚴(yán)格執(zhí)行。

20世紀(jì)70年代初期建立評(píng)估規(guī)范,針對(duì)的管道強(qiáng)度和使用壽命也各不相同[5]。管道的破損主要是腐蝕造成的,而造成腐蝕的原因多樣復(fù)雜,因此為了確保管道安全輸送油氣,人們建立了一系列安全評(píng)定模型,比較主流的包括ASME B31G Modified、 DNV-RP-F101、PCORRC、SHELL92、BS7911、ASME B31G,AGANG-18、C-Fer這8種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將不規(guī)則的腐蝕區(qū)域簡(jiǎn)化成一個(gè)矩形,從而方便進(jìn)行安全評(píng)定和相關(guān)計(jì)算分析[6-7]。天然氣和石油運(yùn)輸管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法在中國(guó)起步比較晚,方法多是引薦國(guó)外的權(quán)威機(jī)構(gòu)所發(fā)布的評(píng)價(jià)方法[8]。

近年來(lái),隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法如BP、GA-BP的出現(xiàn),將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)的研究也越來(lái)越多,并且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[9-10]。因此,筆者以已有的文獻(xiàn)[11-12]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,以壓力比和相對(duì)誤差為指標(biāo),將BP、GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)的BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)方法與傳統(tǒng)的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法ASME B31G、ASME B31G Modified、DNV-RP-F101、PCORRC、SHELL92、BS7911、AGANG-18 和C-Fer等進(jìn)行對(duì)比研究,考察其適用性和安全性。

1 常用剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法介紹

1.1 ASME B31G Modified評(píng)價(jià)方法

ASME B31G Modified評(píng)價(jià)方法保守性能過(guò)高,因此對(duì)該準(zhǔn)則進(jìn)行了數(shù)次修改,其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(1)。

式中:M1為膨脹系數(shù);σ為流變應(yīng)力,MPa;Pf1為剩余強(qiáng)度,MPa;d為腐蝕缺陷深度,mm;D為管道外徑,m;L為腐蝕缺陷長(zhǎng)度,mm;t為管道壁厚,mm。

1.2 ASME B31G評(píng)價(jià)方法

ASME B31G 規(guī)范數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(2)~(3)。

式中:M2為膨脹系數(shù);σflow為流變應(yīng)力,MPa;Pf2為剩余強(qiáng)度,MPa;d為腐蝕缺陷深度,mm;D為管道外徑,m;L為腐蝕缺陷長(zhǎng)度,mm;t為管道壁厚,mm。

1.3 DNV-RP-F101評(píng)價(jià)方法

DNV-RP-F101評(píng)價(jià)方法適用于對(duì)各種缺陷進(jìn)行評(píng)價(jià),是中高強(qiáng)度鋼安全評(píng)價(jià)常用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[6]。其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(4)。

式中:M3代表DNV-RP-F101計(jì)算式管道膨脹系數(shù);Pf3表示DNV-RP-F101 的預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度,MPa。

1.4 PCORRC評(píng)價(jià)方法

PCORRC 方法適用于中高強(qiáng)度管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià),常用于實(shí)際生產(chǎn),主要用于X52-X70 鋼的評(píng)定[7]。其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(5)。

式中:Pf4是PCORRC 預(yù)測(cè)方法的剩余強(qiáng)度,MPa;σu是管道的最大拉伸強(qiáng)度,MPa。

1.5 SHELL92評(píng)價(jià)方法

SHELL92 評(píng)價(jià)方法經(jīng)過(guò) ASME B31G Modified 計(jì)算修改得來(lái)的,相比AMSE B31G Modified,SHELL92用最大拉伸強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,所以更適合有縱向缺陷的管道剩余強(qiáng)度的評(píng)價(jià)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(6)。

式中:Pf5表示為SHELL92 的預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度,MPa;M5表示為SHELL92管道膨脹系數(shù)。

1.6 BS7911評(píng)價(jià)方法

BS7911評(píng)價(jià)方法適用于單一缺陷,然而相較于其他評(píng)價(jià)方法,BS7911更適合評(píng)定海底管道的腐蝕剩余強(qiáng)度。其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(7)。

式中:Pf6表示BS7911 的預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度,MPa;R1、R2分別表示為管道內(nèi)外半徑,m。

1.7 AGANG-18評(píng)價(jià)方法

AGANG-18評(píng)定方法是上世紀(jì)被美國(guó)及其一家輸送企業(yè)提出來(lái)并完善的,其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(8)。

1.8 C-Fer評(píng)價(jià)方法

C-Fer評(píng)價(jià)方法適用于中高強(qiáng)度鋼腐蝕管道剩余強(qiáng)度的評(píng)價(jià),其數(shù)學(xué)表達(dá)式見公式(9)。

2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由輸入層至輸出層,層層連接的多層前饋型網(wǎng)絡(luò)組成,并將對(duì)應(yīng)的每對(duì)神經(jīng)元按每一個(gè)權(quán)值進(jìn)行連接,包含2種信號(hào)傳遞方式。先順利向前傳遞,如果輸出層沒(méi)有輸出理想的結(jié)果,就會(huì)反向傳播,然后調(diào)整權(quán)值與閾值再次向前傳遞,直到輸出理想的結(jié)果后結(jié)束[8]。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組成有輸入層、輸出層和隱含層,各層之間相通。BP算法的基本思想是信號(hào)的正傳遞和誤差的反傳遞,在誤差的反傳遞中,通過(guò)隱含層將輸出誤差以某種形式傳遞到輸入層,并將誤差分配到各層上的所有單位,從而得到校正各權(quán)值的依據(jù)——各層單位的誤差信號(hào),重復(fù)此過(guò)程,以調(diào)整每一層信號(hào)的權(quán)值、向前傳播和向后傳播的誤差,不斷調(diào)整權(quán)值的過(guò)程就是在線學(xué)習(xí)的訓(xùn)練過(guò)程,直到網(wǎng)絡(luò)輸出錯(cuò)誤降低到可接受的程度或預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)時(shí)間為止,該過(guò)程仍將繼續(xù)[9]。

BP算法的優(yōu)勢(shì)在于它可以同時(shí)處理群體中的多個(gè)個(gè)體,也就是評(píng)估搜索空間中的多個(gè)解法,在算法本身容易實(shí)現(xiàn)并行化的同時(shí),降低陷入局部最優(yōu)解法的風(fēng)險(xiǎn)。遺傳算法對(duì)其搜索方向的指導(dǎo),不是采用確定性的法則,而是概率的變化法則;有條理,有適應(yīng)性,有學(xué)習(xí)性;遺傳算法不是從單解開始,而是從問(wèn)題解的串集中尋找;遺傳算法適用于比較繁多,繁雜的問(wèn)題。

3 腐蝕缺陷參數(shù)對(duì)各剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法的影響

3.1 缺陷深度影響曲線

缺陷深度對(duì)各剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法影響曲線見圖1。

由圖1可知,剩余強(qiáng)度在缺陷深度增大的情況下呈先降低后穩(wěn)定不變的現(xiàn)象,并出現(xiàn)臨界值,表明剩余強(qiáng)度受缺陷深度影響很大;在只受缺陷深度這一個(gè)因素影響時(shí),可以看出PCORRC 這種評(píng)價(jià)方法在缺陷深度增大時(shí)呈逐漸下降的現(xiàn)象,臨界值不明顯;AGANG-18、DNV-RP-F101計(jì)算結(jié)果偏高,其他幾種評(píng)價(jià)方法計(jì)算結(jié)果偏低,且變化趨勢(shì)基本一致。

3.2 缺陷長(zhǎng)度影響曲線

缺陷長(zhǎng)度對(duì)各剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法影響曲線見圖2。

圖2 缺陷長(zhǎng)度影響曲線

由圖2可知,剩余強(qiáng)度在缺陷長(zhǎng)度增大的情況下呈逐漸降低的現(xiàn)象,沒(méi)有出現(xiàn)臨界值,表示剩余強(qiáng)度受缺陷長(zhǎng)度影響很大;在只受缺陷深度這一個(gè)因素影響時(shí),可以看出AGANG-18、DNVRP-F101、PCORRC 計(jì)算結(jié)果偏高,其他幾種評(píng)價(jià)方法計(jì)算結(jié)果偏低,且變化趨勢(shì)基本一致。

4 不同鋼級(jí)管道剩余強(qiáng)度評(píng)估特性分析

已有文獻(xiàn)[10]中11組神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試集數(shù)據(jù)見表1。

表1 測(cè)試集數(shù)據(jù)

以表1中11組數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,分別按照低強(qiáng)度鋼、中強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋼進(jìn)行分類即1~4號(hào)為低強(qiáng)度鋼,5~8號(hào)為中強(qiáng)度鋼,9~11為高強(qiáng)度鋼。以壓力比和相對(duì)誤差為指標(biāo),將BP、GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)方法與傳統(tǒng)的剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法 ASME B31G、ASME B31G Modified、DNV-RP-F101、PCORRC、SHELL92、BS7911、AGANG-18與C-Fer進(jìn)行對(duì)比研究,考察其適用性和安全性。

4.1 各評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度與壓力比的影響

各評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度的影響見圖3。

圖3 各評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度的影響

由圖3可知,實(shí)驗(yàn)爆破壓力基本比各剩余強(qiáng)度評(píng)估結(jié)果大,充分保證了其安全性;AGANG-18計(jì)算結(jié)果均小于實(shí)驗(yàn)爆破壓力,且偏離差距不大,安全性、實(shí)用性最好;實(shí)驗(yàn)爆破壓力在3號(hào)、4號(hào)管材上都小于BP 的結(jié)果,因此,出現(xiàn)了冒進(jìn);實(shí)驗(yàn)爆破數(shù)據(jù)均大于BS7911、ASME B31G、SHELL92、C-Fer、ASME B31G Modified 5 種評(píng)價(jià)方法,偏保守,經(jīng)濟(jì)效益差;GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP雖然在2、3、4號(hào)管材上是最為接近且低于實(shí)驗(yàn)爆破數(shù)據(jù),但在1號(hào)管材上剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果偏差不是很大,還是過(guò)于冒進(jìn)。

為了更全面的分析這11種剩余強(qiáng)度的評(píng)價(jià)方法,引入一個(gè)新的參數(shù)A,來(lái)直觀了解各評(píng)價(jià)方法的優(yōu)劣。

A＝實(shí)驗(yàn)爆破壓力/預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度

當(dāng)實(shí)驗(yàn)爆破壓力比預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度大時(shí),A＞1,所得結(jié)果保守;當(dāng)實(shí)驗(yàn)爆破壓力和預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度相同時(shí),A＝1;當(dāng)實(shí)驗(yàn)爆破壓力比預(yù)測(cè)剩余強(qiáng)度小時(shí),A＜1,所得結(jié)果冒進(jìn)。

各評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼壓力比的影響見圖4。

圖4 各評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼壓力比影響曲線

由圖4可知,BS7911評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼A的計(jì)算為1.39~1.75,數(shù)值最大,保守性最好、安全性最好,但是經(jīng)濟(jì)性較差;SHELL92評(píng)價(jià)方法對(duì)低強(qiáng)度鋼A 的計(jì)算為1.36~1.70,相對(duì)于BS7911有所降低,但經(jīng)濟(jì)性仍然欠佳;ASME B31G 評(píng)價(jià)方法計(jì)算的低強(qiáng)度鋼A 為1.39~1.55,A 值相對(duì)于SHELL92也有所下降,但A 仍然偏大,經(jīng)濟(jì)性較差,偏向保守;作為ASME B31G 修訂后的ASME B31G Modified 評(píng)價(jià)方法所計(jì)算的低強(qiáng)度鋼A 為1.33~1.55,相對(duì)BS7910、SHELL92評(píng)價(jià)方法,A 值有較大幅度的降低,保守程度有所提高;C-FER 評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的低強(qiáng)度鋼A 為1.15~1.42,顯示出C-Fer在計(jì)算低強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度時(shí),安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面的精確度十分出色;DNV-RP-F101與PCORRC 方法計(jì)算的低強(qiáng)度鋼A 為1.11~1.49、1.11~1.1.58,大致相同,且它們?cè)?、2、3號(hào)鋼的A 值為1.11~1.26,具有極高的經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)確度;AGANG-18評(píng)價(jià)方法計(jì)算的低強(qiáng)度鋼A 為1.038~1.35,相對(duì)于前面7種評(píng)價(jià)方法,AGANG-18的A 值大幅減小,保守性也有改善,既有良好的安全性能,又具有良好的經(jīng)濟(jì)性,是一種理想的低強(qiáng)度鋼評(píng)價(jià)方法;GA-BP與帶動(dòng)量項(xiàng)BP評(píng)價(jià)方法計(jì)算的低強(qiáng)度鋼A 分別為0.93~1.12、0.93~1.11,這范圍大致相同,具有一定的冒進(jìn),即安全性能不太穩(wěn)定,對(duì)低強(qiáng)度鋼評(píng)價(jià)不是理想的方法;BP評(píng)價(jià)方法對(duì)強(qiáng)度鋼A 為0.25~1.11小于1,有著明顯的冒進(jìn)現(xiàn)象,這違背了安全性能的要求。

4.2 各評(píng)價(jià)方法對(duì)中強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度與壓力比的影響

各評(píng)價(jià)方法對(duì)中強(qiáng)鋼剩余強(qiáng)度的影響見圖5。

由圖5可知,各評(píng)價(jià)方法對(duì)中強(qiáng)鋼剩余強(qiáng)度的預(yù)測(cè)結(jié)果都比爆破壓力要小;SHELL92 方法所得結(jié)果均小于爆破壓力,有很好的安全性;6號(hào)鋼材爆破壓力都小于ASME B31G、ASME B31G Modified方法預(yù)測(cè)結(jié)果;對(duì)于7 號(hào)、8 號(hào)鋼材,AGANG-18、BP、DNV-RP-F101、PCORRC 方法預(yù)測(cè)結(jié)果均大于爆破壓力,即計(jì)算結(jié)果偏冒進(jìn);BS7911、SHELL92方法預(yù)測(cè)結(jié)果都小于爆破壓力,但偏差過(guò)大,即保守性過(guò)大;BP、GA-BP 評(píng)價(jià)方法變化趨勢(shì)和爆破壓力基本一致,且與爆破壓力差距相對(duì)于其他9種評(píng)價(jià)方法更為穩(wěn)定,更為精確。因此GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP 評(píng)價(jià)方法都是理想中強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)模型。

各評(píng)價(jià)方法對(duì)中強(qiáng)鋼壓力比的影響見圖6。

圖6 各評(píng)價(jià)方法對(duì)中強(qiáng)度鋼壓力比影響曲線

由圖6 可知,SHELL92 評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的中強(qiáng)鋼A 為1.12~1.80,保守程度最佳,安全性最佳,但不滿足經(jīng)濟(jì)性要求;BS7911評(píng)價(jià)方法計(jì)算中強(qiáng)度鋼A 為0.96~1.81,相對(duì)于SHELL92方法,A 值沒(méi)有下降,反而變化幅度增大甚至小于1,極不穩(wěn)定;C-Fer評(píng)價(jià)方法計(jì)算的中強(qiáng)度鋼A值為0.88~1.71,同樣其A 值的變化幅度較大,且在7號(hào)鋼材上的壓力比小于1,表明其缺乏安全性;ASME B31G 評(píng)價(jià)方法計(jì)算的中強(qiáng)度鋼A為0.72~1.60,同前面3種評(píng)價(jià)方法相比,A 值有明顯的下降,但是在6號(hào)鋼材上卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1,表明其安全性能差;ASME B31G Modified評(píng)價(jià)方法作為ASME B31G 修正后的評(píng)價(jià)方法,相對(duì)于ASME B31G 其計(jì)算的中強(qiáng)度鋼A 為0.86~1.50,大幅減小,保守性提高且變化范圍也減小;PCORRC評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的中等強(qiáng)度鋼A 值范圍為0.96~1.60,安全性較好,但經(jīng)濟(jì)性一般;AGANG-18評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的中強(qiáng)鋼A 為0.90~1.40,安全性能一般,但經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)不錯(cuò);BP評(píng)價(jià)方法計(jì)算的中強(qiáng)度鋼A 為0.85~1.23,其安全性能比較差,但是經(jīng)濟(jì)性還是比較優(yōu)異;GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP評(píng)價(jià)方法計(jì)算的中強(qiáng)度鋼A分別為0.86~1.21和0.86~1.20,其與BP模型對(duì)比,A 值有所減小,保守性有所增強(qiáng),既具有良好的安全性能又有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性能,是比較理想的評(píng)價(jià)方法。

4.3 各評(píng)價(jià)方法對(duì)高強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度與壓力比的影響

評(píng)價(jià)方法對(duì)高強(qiáng)鋼剩余強(qiáng)度的影響見圖7。

圖7 各評(píng)價(jià)方法對(duì)高強(qiáng)度鋼剩余強(qiáng)度的影響曲線

由圖7可知,爆破壓力小于大部分剩余強(qiáng)度的評(píng)價(jià)結(jié)果;SHELL92 評(píng)價(jià)方法得到的結(jié)果較小,安全性增大;爆破壓力均大于C-Fer方法計(jì)算結(jié)果,安全性最好但經(jīng)濟(jì)性不理想;爆破壓力都小于ASME B31G、ASME B31 Modified、AGANG-18、DNV-RP-F101、BP 方法預(yù)測(cè)結(jié)果,即得到的結(jié)果比較冒進(jìn),安全性不理想;GA-BP 模型預(yù)測(cè)結(jié)果均小于爆破壓力且變化幅度小,比較穩(wěn)定,在保障了安全性的同時(shí)也大大提高了經(jīng)濟(jì)性,因此是最理想的評(píng)價(jià)方法;帶動(dòng)量項(xiàng)BP 模型和GABP模型的預(yù)測(cè)結(jié)果大致相同,具有很好的安全性能,也是理想的評(píng)價(jià)方法。

各評(píng)價(jià)方法對(duì)高強(qiáng)鋼壓力比的影響見圖8。

圖8 各評(píng)價(jià)方法對(duì)高強(qiáng)度鋼壓力比影響曲線

由圖8 可知,SHELL92 評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的A 值為1.06~1.50,A 值最大,經(jīng)濟(jì)性差,但安全性較好;C-Fer 評(píng)價(jià)方法A 為1.01~1.32,較SHELL92評(píng)價(jià)方法,A 值有所降低,保守性有所改善,安全性相對(duì)較好;AGANG-18評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的A 為0.86~1.12,盡管大幅降低了A 值,但過(guò)小的A 值使得安全性無(wú)法得到保證;ASME B31G 評(píng)價(jià)方法計(jì)算的A 為0.79~1.06,K 值小于1且有一定的冒進(jìn),存在一定的危險(xiǎn)性;ASME B31G Modified評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的A 為0.89~1.11,相對(duì)于ASME B31G,A 值最低值有所上升,安全性能有所提高,但仍顯冒進(jìn),安全性得不到保障;BS7911 評(píng)價(jià)方法計(jì)算的A 為0.87~1.06,偏冒進(jìn),經(jīng)濟(jì)效益好,但安全性較差,未達(dá)到安全性能要求;帶動(dòng)量項(xiàng)BP 評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的A 為1.06~1.11,其保守性、冒進(jìn)現(xiàn)象、穩(wěn)定性均比其它評(píng)價(jià)方法有了質(zhì)的飛躍,是一種非常理想的評(píng)價(jià)方法,既能保證安全性能,又能有非常好的經(jīng)濟(jì)性;GA-BP評(píng)價(jià)方法計(jì)算出的A 為0.98~1.03,和帶動(dòng)量項(xiàng)的BP 評(píng)價(jià)方法一樣,也是一種非常理想的評(píng)價(jià)方法,具有極高的安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

4.4 相對(duì)誤差分析

各評(píng)價(jià)方法相對(duì)誤差均值統(tǒng)計(jì)表見表2。

表2 各評(píng)價(jià)方法相對(duì)誤差均值統(tǒng)計(jì)表

由表2可知,BP、GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP 評(píng)價(jià)方法相對(duì)誤差均值均比其他評(píng)價(jià)方法要小,說(shuō)明BP、GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP評(píng)價(jià)方法是最接近爆破壓力、最精確;BS7911評(píng)價(jià)方法相對(duì)誤差均值最大,因此使用該評(píng)價(jià)方法預(yù)測(cè)爆破壓力剩余強(qiáng)度會(huì)造成誤差最大、精確度較差的現(xiàn)象;其他幾種評(píng)價(jià)方法相對(duì)誤差均值均大于BP、GA-BP、BP評(píng)價(jià)方法的相對(duì)誤差均值。

5 結(jié) 論

(1)剩余強(qiáng)度在缺陷深度增大的情況下呈先降低后穩(wěn)定不變的現(xiàn)象,并出現(xiàn)臨界值;剩余強(qiáng)度在缺陷長(zhǎng)度增大的情況下呈逐漸降低的現(xiàn)象,沒(méi)有出現(xiàn)臨界值。

(2)從剩余強(qiáng)度和壓力比出發(fā),AG-ANG18評(píng)價(jià)方法既有良好的安全性能,又具有良好的經(jīng)濟(jì)性,是一種理想的低強(qiáng)度鋼評(píng)價(jià)方法;GA-BP和帶動(dòng)量項(xiàng)BP 評(píng)價(jià)方法壓力比數(shù)值小,具有較高的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,是一種理想的中高強(qiáng)度鋼評(píng)價(jià)方法。

(3)從相對(duì)誤差均值可以看出,BP、GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP評(píng)價(jià)方法相對(duì)誤差均值比其他評(píng)價(jià)方法的均值都要小,由此說(shuō)明BP、GA-BP、帶動(dòng)量項(xiàng)BP評(píng)價(jià)方法是最接近爆破壓力,是精確度最高的評(píng)價(jià)方法。