所屬的技術人員能夠理解，本發(fā)明的各個方面可以實現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個方面可以具體實現(xiàn)為以下形式，即：完全的硬件實施方式、完全的軟件實施方式(包括固件、微代碼等)，或硬件和軟件方面結合的實施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“平臺”。本發(fā)明再一個實施例中，提供一種基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠用于實現(xiàn)上述基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法，具體的，該基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計系統(tǒng)包括應力模塊以及設計模塊。其中，應力模塊，建立均壓環(huán)有限元模型，向均壓環(huán)壓板施加風荷載，得到均壓環(huán)壓板的應力，基于均壓環(huán)壓板的應力確定均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷，基于均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷確定均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度；設計模塊，以均壓環(huán)壓板的截面寬度和厚度為設計變量、以均壓環(huán)壓板的質量最小為目標建立目標函數(shù)，以均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度為約束條件，構建均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型，利用均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型得到均壓環(huán)壓板的最終優(yōu)化設計方案。本發(fā)明再一個實施例中，提供了一種終端設備，該終端設備包括處理器以及存儲器，所述存儲器用于存儲計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機存儲介質存儲的程序指令。處理器可能是中央處理單元(central?processingunit，cpu)，還可以是其他通用處理器、數(shù)字信號處理器(digital?signal?processor、dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit，asic)、現(xiàn)成可編程門陣列(field-programmable?gate?array，fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件等，其是終端的計算核心以及控制核心，其適于實現(xiàn)一條或一條以上指令，具體適于加載并執(zhí)行一條或一條以上指令從而實現(xiàn)相應方法流程或相應功能；本發(fā)明實施例所述的處理器可以用于基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法的操作，包括：建立均壓環(huán)有限元模型，向均壓環(huán)壓板施加風荷載，得到均壓環(huán)壓板的應力，基于均壓環(huán)壓板的應力確定均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷，基于均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷確定均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度；以均壓環(huán)壓板的截面寬度和厚度為設計變量、以均壓環(huán)壓板的質量最小為目標建立目標函數(shù)，以均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度為約束條件，構建均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型，利用均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型得到均壓環(huán)壓板的最終優(yōu)化設計方案。本發(fā)明再一個實施例中，本發(fā)明還提供了一種存儲介質，具體為計算機可讀存儲介質（memory），所述計算機可讀存儲介質是終端設備中的記憶設備，用于存放程序和數(shù)據(jù)?？梢岳斫獾氖?，此處的計算機可讀存儲介質既可以包括終端設備中的內置存儲介質，當然也可以包括終端設備所支持的擴展存儲介質，可以是任何包含或存儲程序的有形介質，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結合使用。計算機可讀存儲介質提供存儲空間，該存儲空間存儲了終端的操作系統(tǒng)。并且，在該存儲空間中還存放了適于被處理器加載并執(zhí)行的一條或一條以上的指令，這些指令可以是一個或一個以上的計算機程序（包括程序代碼）。需要說明的是，此處的計算機可讀存儲介質的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：具有一個或多個導線的電連接、便攜式盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲器(cd-rom)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任一合適的組合。計算機可讀存儲介質還包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號，其中承載了可讀程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式，包括但不限于電磁信號、光信號或上述的任一合適的組合?？勺x存儲介質還可以是可讀存儲介質以外的任何可讀介質，該可讀介質可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。可讀存儲介質上包含的程序代碼可以用任何適當?shù)慕橘|傳輸，包括但不限于無線、有線、光纜、rf等等，或者上述的任一合適的組合?？梢砸砸环N或多種程序設計語言的任一組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的程序代碼，程序設計語言包括面向對象的程序設計語言—諸如java、c++等，還包括常規(guī)的過程式程序設計語言—諸如“c”語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算設備上執(zhí)行、部分地在用戶設備上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算設備上部分在遠程計算設備上執(zhí)行、或者完全在遠程計算設備或服務器上執(zhí)行。在涉及遠程計算設備的情形中，遠程計算設備可以通過任一種類的網(wǎng)絡，包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan)，連接到用戶計算設備，或者，可以連接到外部計算設備(例如利用因特網(wǎng)服務提供商來通過因特網(wǎng)連接)?？捎商幚砥骷虞d并執(zhí)行計算機可讀存儲介質中存放的一條或一條以上指令，以實現(xiàn)上述實施例中有關基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法的相應步驟；計算機可讀存儲介質中的一條或一條以上指令由處理器加載并執(zhí)行如下步驟：建立均壓環(huán)有限元模型，向均壓環(huán)壓板施加風荷載，得到均壓環(huán)壓板的應力，基于均壓環(huán)壓板的應力確定均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷，基于均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷確定均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度；以均壓環(huán)壓板的截面寬度和厚度為設計變量、以均壓環(huán)壓板的質量最小為目標建立目標函數(shù)，以均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度為約束條件，構建均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型，利用均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型得到均壓環(huán)壓板的最終優(yōu)化設計方案。請參閱圖12，終端設備為計算機設備，該實施例的計算機設備60包括：處理器61、存儲器62以及存儲在存儲器62中并可在處理器61上運行的計算機程序63，該計算機程序63被處理器61執(zhí)行時實現(xiàn)實施例中的基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法，為避免重復，此處不一一贅述?；蛘撸撚嬎銠C程序63被處理器61執(zhí)行時實現(xiàn)實施例基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計系統(tǒng)中各模型/單元的功能，為避免重復，此處不一一贅述。計算機設備60可以是桌上型計算機、筆記本、掌上電腦及云端服務器等計算設備。計算機設備60可包括，但不僅限于，處理器61、存儲器62。本領域技術人員可以理解，圖12僅僅是計算機設備60的示例，并不構成對計算機設備60的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件，例如計算機設備還可以包括輸入輸出設備、網(wǎng)絡接入設備、總線等。所稱處理器61可以是中央處理單元(central?processing?unit，cpu)，還可以是其它通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號處理器(digital?signal?processor，dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit，asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmable?gate?array，fpga)或者其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、基于量子計算的數(shù)據(jù)處理邏輯器、分立硬件組件等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。存儲器62可以是計算機設備60的內部存儲單元，例如計算機設備60的硬盤或內存。存儲器62也可以是計算機設備60的外部存儲設備，例如計算機設備60上配備的插接式硬盤，智能存儲卡(smart?media?card，smc)，安全數(shù)字(secure?digital,sd)卡，閃存卡(flash?card)等。進一步地，存儲器62還可以既包括計算機設備60的內部存儲單元也包括外部存儲設備。存儲器62用于存儲計算機程序以及計算機設備所需的其它程序和數(shù)據(jù)。存儲器62還可以用于暫時地存儲已經(jīng)輸出或者將要輸出的數(shù)據(jù)。本技術所提供的各實施例中所使用的對存儲器、數(shù)據(jù)庫或其它介質的任何引用，均可包括非易失性和易失性存儲器中的至少一種。非易失性存儲器可包括只讀存儲器（read-only?memory，rom）、磁帶、軟盤、閃存、光存儲器、高密度嵌入式非易失性存儲器、阻變存儲器（reram）、磁變存儲器（magnetoresistive?random?access?memory，mram）、鐵電存儲器（ferroelectric?random?access?memory，fram）、相變存儲器（phase?change?memory，pcm）、石墨烯存儲器等。易失性存儲器可包括隨機存取存儲器（random?access?memory，ram）或外部高速緩沖存儲器等。作為說明而非局限，ram可以是多種形式，比如靜態(tài)隨機存取存儲器（static?random?access?memory，sram）或動態(tài)隨機存取存儲器（dynamic?randomaccess?memory，dram）等。本技術所提供的各實施例中所涉及的數(shù)據(jù)庫可包括關系型數(shù)據(jù)庫和非關系型數(shù)據(jù)庫中至少一種。非關系型數(shù)據(jù)庫可包括基于區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)庫等，不限于此。本技術所提供的各實施例中所涉及的處理器可為通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號處理器、可編程邏輯器、基于量子計算的數(shù)據(jù)處理邏輯器等，不限于此。請參閱圖13，終端設備600為電子設備，電子設備以通用計算設備的形式表現(xiàn)。電子設備的組件可以包括但不限于：至少一個處理單元610、至少一個存儲單元620、連接不同平臺組件(包括存儲單元620和處理單元610)的總線630、顯示單元640等。其中，存儲單元存儲有程序代碼，程序代碼可以被處理單元610執(zhí)行，使得處理單元610執(zhí)行本說明書上述方法部分中描述的根據(jù)本發(fā)明各種示例性實施方式的步驟。例如，處理單元610可以執(zhí)行如圖1中所示的步驟。存儲單元620可以包括易失性存儲單元形式的可讀介質，例如隨機存取存儲單元(ram)6201和/或高速緩存存儲單元6202，還可以進一步包括只讀存儲單元(rom)6203。存儲單元620還可以包括具有一組(至少一個)程序模塊6205的程序/實用工具6204，這樣的程序模塊6205包括但不限于：操作系統(tǒng)、一個或者多個應用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù)，這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網(wǎng)絡環(huán)境的實現(xiàn)?？偩€630可以為表示幾類總線結構中的一種或多種，包括存儲單元總線或者存儲單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結構中的任一總線結構的局域總線。電子設備600也可以與一個或多個外部設備700(例如鍵盤、指向設備、藍牙設備等)通信，還可與一個或者多個使得用戶能與該電子設備600交互的設備通信，和/或與使得該電子設備600能與一個或多個其它計算設備進行通信的任何設備(例如路由器、調制解調器等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(i/o)接口650進行。并且，電子設備600還可以通過網(wǎng)絡適配器660與一個或者多個網(wǎng)絡(例如局域網(wǎng)(lan)，廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡，例如因特網(wǎng))通信。網(wǎng)絡適配器660可以通過總線630與電子設備600的其它模塊通信。應當明白，盡管圖中未示出，可以結合電子設備600使用其它硬件和/或軟件模塊，包括但不限于：微代碼、設備驅動器、冗余處理單元、外部磁盤驅動陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅動器以及數(shù)據(jù)備份存儲平臺等。為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中的描述和所示的本發(fā)明實施例的組件可以通過各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參閱圖1，為國外某高壓輸電工程均壓環(huán)壓板在持續(xù)風荷載作用下斷裂位置圖。從損壞情況看，聯(lián)接板螺栓緊固位置平整，安裝有放松墊片，螺孔未見變形、扭曲情況及螺栓松動現(xiàn)象，說明在施工安裝中不存在施工不當?shù)膯栴}。從斷裂部位看，斷裂均壓環(huán)斷裂處均為靠近聯(lián)接板螺孔處。請參閱圖2，給出了均壓環(huán)壓板斷裂形式，可以看出：斷口穿越螺孔并與長邊呈45°角，記為ⅱ型斷裂。請參閱圖3，給出了均壓環(huán)壓板破壞形貌，可以看出：樣品斷口邊緣處存在數(shù)個裂紋源區(qū)，表明樣品從邊緣處起裂，裂紋逐漸向內部擴展直至斷裂，如圖3（a）所示。斷口內部區(qū)域出現(xiàn)河流狀花樣，且存在二次裂紋，表明樣品斷裂前承受較大載荷，斷裂進程較快。此外，部分區(qū)域可觀察到少量疲勞條帶，如圖3（b）所示，這是疲勞斷裂的典型形貌特征，表明樣品部分區(qū)域在交變載荷作用下發(fā)生疲勞斷裂?；谏鲜龇治?，認為該樣品在多方向載荷作用下發(fā)生過載/疲勞復合形式的斷裂。請參閱圖4，圖4（a）給出了均壓環(huán)三維實體幾何模型，該模型中的均壓環(huán)體、支架、壓板及螺栓均采用實體單元建模，單元類型為實體單元，該用于模擬3 d實體結構。該單元由8個節(jié)點定義，每個節(jié)點有3個自由度，即沿節(jié)點坐標系 x，y和 z軸方向的平動位移，單元模型為六面體。對幾何模型進單元剖分，環(huán)體、支撐桿及連接板均采用映射網(wǎng)格劃分為6面體單元，支撐桿與壓板連接部分均采用自由網(wǎng)格劃分，得到的有限元模型如圖4（b）所示。均壓環(huán)與壓板的邊界約束設定為固端連接。 請參閱圖5，給出了均壓環(huán)計算模態(tài)分析后的一階振型和自振周期，可以看出，均壓環(huán)整體結構基本振型為垂直壓板方向的均壓環(huán)環(huán)體的水平晃動。請參閱圖6，給出了均壓環(huán)疲勞熱點的位置，可以看出：均壓環(huán)最大的應力位于壓板翼緣的根部螺栓孔的位置，此處最容易發(fā)生疲勞斷裂，這與實際工程中均壓環(huán)壓板的斷裂的位置是一致的，說明均壓環(huán)疲勞熱點的位置在壓板翼緣的根部螺栓孔的位置。請參閱圖7，給出了均壓環(huán)壓板疲勞損傷評估計算過程，分析的過程如下：首先進行風速、風向聯(lián)合概率密度計算，然后運用線性損傷理論對對均壓環(huán)壓板進行累計損傷計算，在此基礎上對均壓環(huán)壓板進行疲勞損傷評估。請參閱圖8，給出了均壓環(huán)壓板s-n曲線，利用該曲線可對均壓環(huán)壓板進行疲勞損傷評估。請參閱圖9，給出了均壓環(huán)壓板疲勞疲勞壽命。請參閱圖10，給出了均壓環(huán)壓板疲勞可靠度預測模型拓撲結構。該預測模型的輸入層共有四個節(jié)點，分別為：均壓環(huán)壓板的截面寬度（ x1）、均壓環(huán)壓板的截面厚度（ x2）、均壓環(huán)環(huán)壓板的彈性模量（ x3）、風速（ x4）；均壓環(huán)壓板疲勞部位極限狀態(tài)方程函數(shù) z作為網(wǎng)絡輸出層的一個節(jié)點；選取一個隱含層，隱含層的節(jié)點數(shù)可由資源分配網(wǎng)絡算法確定。隱含層單元的傳遞函數(shù)采用非線性的徑向基函數(shù)。 綜上所述，本發(fā)明一種基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法及系統(tǒng)，大大降低了均壓環(huán)壓板疲勞可靠度分析的計算量，確保高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運行，顯著提高均壓環(huán)壓板疲勞熱點位置疲勞損傷的計算效率，為均壓環(huán)壓板疲勞熱點位置的疲勞可靠度計算充足的樣本數(shù)據(jù)，進而提高了對均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算的準確程度。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，僅以上述各功能單元、模塊的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能單元、模塊完成，即將所述裝置的內部結構劃分成不同的功能單元或模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。實施例中的各功能單元、模塊可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中，上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。另外，各功能單元、模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本技術的保護范圍。上述系統(tǒng)中單元、模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述或記載的部分，可以參見其它實施例的相關描述。本領域普通技術人員可以意識到，結合本發(fā)明中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明所提供的實施例中，應該理解到，所揭露的裝置/終端和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置/終端實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通訊連接，可以是電性，機械或其它的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊/單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，也可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的計算機程序可存儲于一計算機可讀存儲介質中，該計算機程序在被處理器執(zhí)行時，可實現(xiàn)上述各個方法實施例的步驟。其中，所述計算機程序包括計算機程序代碼，所述計算機程序代碼可以為源代碼形式、對象代碼形式、可執(zhí)行文件或某些中間形式等。所述計算機可讀介質可以包括：能夠攜帶所述計算機程序代碼的任何實體或裝置、記錄介質、u盤、移動硬盤、磁碟、光盤、計算機存儲器、只讀存儲器(read-only?memory，rom)、隨機存取存儲器(randomaccess?memory，ram)、電載波信號、電信信號以及軟件分發(fā)介質等，需要說明的是，所述計算機可讀介質包含的內容可以根據(jù)司法管轄區(qū)內立法和專利實踐的要求進行適當?shù)脑鰷p，例如在某些司法管轄區(qū)，根據(jù)立法和專利實踐，計算機可讀介質不包括是電載波信號和電信信號。本技術是參照根據(jù)本技術實施例的方法、設備（系統(tǒng)）、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和／或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和／或方框圖中的每一流程和／或方框、以及流程圖和／或方框圖中的流程和／或方框的結合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。以上內容僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權利要求書的保護范圍之內。

背景技術：

1、均壓環(huán)是高壓輸電系統(tǒng)中必不可少的一個部分，它經(jīng)常使用在輸電線路和變電站中。均壓環(huán)的基本工作原理是利用導體的電場分布效應將絕緣子以及開關周圍較為集中的電場向外部擴展，使得周圍電場的分布更加均勻，從而防止電暈、閃絡等高壓系統(tǒng)問題的發(fā)生，同時降低材料老化速率以及設備故障率。我國在110?kv及以上的高壓輸電線路上都會使用均壓環(huán)，解決一些特殊部位電場過于集中的問題。然而，由于目前均壓環(huán)的結構設計只考慮了對電場分布的影響，并未有對均壓環(huán)壓板在風荷載的作用下抗疲勞特性進行評估及優(yōu)化設計的方法，從而導致均壓環(huán)的實際服役過程中出現(xiàn)了大量在風荷載作用下均壓環(huán)壓板出現(xiàn)疲勞斷裂的工程事故，對電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了惡劣影響。在持續(xù)風荷載作用下均壓環(huán)會出現(xiàn)被動擺動或振動，均壓環(huán)與壓板連接部位扭轉力、彎曲力最為集中，因此該位置及其附近最容易造成斷裂。附圖1為國外某高壓輸電工程均壓環(huán)壓板在持續(xù)風荷載作用下斷裂位置圖。從損壞情況看，聯(lián)接板螺栓緊固位置平整，安裝有放松墊片，螺孔未見變形、扭曲情況及螺栓松動現(xiàn)象，說明在施工安裝中不存在施工不當?shù)膯栴}。從斷裂部位看，斷裂均壓環(huán)斷裂處均為靠近聯(lián)接板螺孔處。附圖2給出了該均壓環(huán)壓板斷裂形式，可以看出：斷口穿越螺孔并與長邊呈45°角，記為ⅱ型斷裂。對樣品斷口的典型掃描電鏡分析可以看到，樣品斷口邊緣處存在數(shù)個裂紋源區(qū)，表明樣品從邊緣處起裂，裂紋逐漸向內部擴展直至斷裂，如圖3（a）所示。斷口內部區(qū)域出現(xiàn)河流狀花樣，且存在二次裂紋，表明樣品斷裂前承受較大載荷，斷裂進程較快。此外，部分區(qū)域可觀察到少量疲勞條帶，如圖3（b）所示，這是疲勞斷裂的典型形貌特征，表明樣品部分區(qū)域在交變載荷作用下發(fā)生疲勞斷裂。基于上述分析，認為該樣品在多方向載荷作用下發(fā)生過載/疲勞復合形式的斷裂。

2、目前對輸電線路均壓環(huán)壓板設計和制造均是基于材料的強度理論，均壓環(huán)行業(yè)標準（dlt760.3-2012）中除對均壓環(huán)結構尺寸說明外，對其機械力學性能提出的要求為：均壓環(huán)應滿足能承受不小于1000n?靜態(tài)機械荷載的機械強度，且環(huán)體和支架不得因振動引起松脫或疲勞損壞。均壓環(huán)行業(yè)標準（dlt760.3-2012）對其機械力學性能規(guī)范此條文規(guī)定較為粗糙，僅僅提出了均壓環(huán)應滿足能承受不小于1000n?靜態(tài)機械荷載的機械強度要求，且環(huán)體和支架不得因振動引起松脫或疲勞損壞，對于如何防范在風致振動均壓環(huán)壓板連接出現(xiàn)的疲勞斷裂則沒有相關的規(guī)定，對于采取何種方法解決均壓環(huán)壓板疲勞損傷問題，也未提出相關方案。此外，高壓輸電工程常常采用增大均壓環(huán)壓板強度的方法來降低其發(fā)生風致疲勞斷裂的概率。為了增大均壓環(huán)壓板的強度，工程中常用增大均壓環(huán)壓板截面尺寸的方法和將均壓環(huán)壓板由鋁質材料替換為鐵質材料。

3、目前高壓輸電工程已經(jīng)采用增大均壓環(huán)壓板截面尺寸的方法，來降低其發(fā)生風致疲勞斷裂的概率；但是采用該方法后均壓環(huán)壓板仍會出現(xiàn)疲勞斷裂，并不能從根本上解決斷裂問題。這是由于對均壓環(huán)壓板缺乏風致疲勞可靠度評估的方法，不能針對均壓環(huán)的疲勞特性進行優(yōu)化設計。此外，將均壓環(huán)壓板由鋁質材料替換為鐵質材料的方法雖然可以增大均壓環(huán)壓板的強度，但是由于均壓環(huán)的本體結構是鋁質的，采用鐵質的壓板后，均壓環(huán)和壓板容易在空氣中發(fā)生異金屬腐蝕，均壓環(huán)壓板容易在風振作用下發(fā)生疲勞斷裂。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法及系統(tǒng)，用于解決目前均壓環(huán)壓板缺乏風致疲勞可靠度評估及優(yōu)化方法的技術問題。

2、本發(fā)明采用以下技術方案：

3、基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法，包括以下步驟：

4、s1、建立均壓環(huán)有限元模型，向均壓環(huán)壓板施加風荷載，得到均壓環(huán)壓板的應力，基于均壓環(huán)壓板的應力確定均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷，基于均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的熱點位置疲勞損傷確定均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度；

5、s2、以均壓環(huán)壓板的截面寬度和厚度為設計變量、以均壓環(huán)壓板的質量最小為目標建立目標函數(shù)，以均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度為約束條件，構建均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型，利用均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型得到均壓環(huán)壓板的最終優(yōu)化設計方案。

6、優(yōu)選地，風荷載計算如下：

7、

8、其中， ρ為空氣密度， vcr為風速， μl為橫風向力系數(shù)，為漩渦脫落工程頻率，為均壓環(huán)截面直徑，為時間。

9、優(yōu)選地，均壓環(huán)壓板的應力位于壓板翼緣根部的螺栓孔位置。

10、優(yōu)選地，均壓環(huán)有限元模型中，均壓環(huán)壓板的振動次數(shù) ni為：

11、

12、其中，為均壓環(huán)年振動時間，為均壓環(huán)第1階振動頻率。

13、優(yōu)選地，均壓環(huán)有限元模型中，均壓環(huán)壓板的耐振振動次數(shù) n為：

14、將微風振動條件下均壓環(huán)壓板的動應力代入均壓環(huán)的振動次數(shù)中計算出均壓環(huán)壓板的等效應力，再將等效應力代入到均壓環(huán)壓板的s-n中求出均壓環(huán)壓板的耐振動次數(shù) n；均壓環(huán)壓板的材料 s- n根據(jù)均壓環(huán)壓板的抗拉強度及彈性模量在疲勞設計軟件的材料庫中生成。

15、優(yōu)選地，等效應力計算如下：

16、

17、其中，為等效交變應力；為微風振動條件下均壓環(huán)壓板的動應力；為均壓環(huán)壓板的抗拉強度；為均壓環(huán)壓板的靜應力。

18、優(yōu)選地，均壓環(huán)壓板熱點位置疲勞損傷具體為：

19、定義均壓環(huán)壓板材料在第i級應力條件下的損傷為 dami，不同應力水平下造成的損傷可以線性疊加，由此得到均壓環(huán)壓板的總損傷 dam，均壓環(huán)壓板的疲勞壽命為總損傷 dam的倒數(shù)。

20、優(yōu)選地，均壓環(huán)壓板的總損傷 dam為：

21、

22、其中， n( σi)均壓環(huán)的振動次數(shù)， n( σi)表示均壓環(huán)的耐振次數(shù)。

23、優(yōu)選地，均壓環(huán)壓板的疲勞可靠度具體為：

24、以均壓環(huán)壓板截面尺寸為設計初值 x0，并以設計允用可靠度 rs≥95%作為約束條件；

25、逐漸減少均壓環(huán)壓板的截面尺寸，利用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡響應面計算狀態(tài)函數(shù) zi；

26、用monte-carlo方法調用狀態(tài)函數(shù) zi計算均壓環(huán)壓板的可靠度 r；

27、根據(jù)逼近方法使均壓環(huán)壓板可靠度 r逐漸接近設計允用可靠度 rs，得到均壓環(huán)壓板初始優(yōu)化設計點；

28、在初始優(yōu)化設計點附近用全面試驗方法均勻選取均壓環(huán)壓板截面尺寸的樣本數(shù)據(jù)，再次計算均壓環(huán)壓板的可靠度 ri并使其逐漸接近設計允用可靠度 rs；

29、最后利用均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型得到均壓環(huán)壓板的最終優(yōu)化設計方案。

30、優(yōu)選地，利用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡響應面計算狀態(tài)函數(shù) zi具體為：

31、利用有限次試驗或有限元計算得到的樣本數(shù)據(jù)；

32、然后利用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性映射功能，模擬隨機設計變量 x與狀態(tài)函數(shù) g( x)之間的顯性函數(shù)表達式；

33、在建立均壓環(huán)壓板rbf神經(jīng)網(wǎng)絡響應面模型時，首先將隨機輸入變量均壓環(huán)壓板的截面寬度 x1、均壓環(huán)壓板的截面厚度 x2、均壓環(huán)環(huán)壓板的彈性模量 x3、風速 x4作為網(wǎng)絡輸入層的4個節(jié)點；

34、均壓環(huán)壓板疲勞部位極限狀態(tài)方程函數(shù)作為網(wǎng)絡輸出層的一個節(jié)點；

35、選取一個隱含層，隱含層的節(jié)點數(shù)由資源分配網(wǎng)絡算法確定。

36、優(yōu)選地，均壓環(huán)壓板疲勞部位極限狀態(tài)方程函數(shù)為：

37、

38、其中， dr為均壓環(huán)壓板的損傷限值( dr≤1)； d（ x1， x2， x3， x4）為均壓環(huán)壓板的損傷值。

39、優(yōu)選地，均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型如下：

40、

41、其中， g(x)為狀態(tài)函數(shù)， x1為均壓環(huán)壓板的截面寬度， x2為均壓環(huán)壓板的截面厚度， ri為均壓環(huán)壓板在風荷載作用下的可靠度， rs為均壓環(huán)壓板疲勞可靠度限值，為，為均壓環(huán)上壓板翼緣長度，為均壓環(huán)下壓板翼緣長度，為均壓環(huán)壓板圓弧半徑，為均壓環(huán)壓板密度。

42、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計系統(tǒng)，包括：

43、應力模塊，建立均壓環(huán)有限元模型，計算均壓環(huán)環(huán)體風荷載和均壓環(huán)壓板應力；

44、設計模塊，計算均壓環(huán)風振次數(shù)，均壓環(huán)壓板耐振振動次數(shù)，均壓環(huán)壓板熱點位置疲勞損傷和均壓環(huán)的疲勞可靠性，構建均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型，利用均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型得到均壓環(huán)壓板的最終優(yōu)化設計方案。

45、第三方面，一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法的步驟。

46、第四方面，本發(fā)明實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法的步驟。

47、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

48、基于疲勞可靠度評估的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法，給出了均壓環(huán)壓板風致疲勞可靠度評估及優(yōu)化設計方法；由于影響均壓環(huán)壓板的疲勞損傷的因素很多,很難給出均壓環(huán)壓板的疲勞損傷的明確的解析表達式，從而均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算帶來了困難。為此，本發(fā)明將神經(jīng)網(wǎng)絡技術(nn)和隨機模擬法(monte-carlo)有機結合，提出了基于疲勞可靠度的均壓環(huán)壓板優(yōu)化設計方法；通過對均壓環(huán)壓板有計算出來的疲勞熱點損傷樣本數(shù)據(jù)建立用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡響應面模型，然后用這個模型近似替代均壓環(huán)壓板疲勞損傷隱式功能函數(shù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡的泛化能力，獲得更多的功能函數(shù)值，再根據(jù)蒙特卡羅原理，進行均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算，最后以均壓環(huán)壓板疲勞可靠度為約束條件對其進行優(yōu)化設計。因此，本發(fā)明給出的以rbf神經(jīng)網(wǎng)絡響應面模型替代均壓環(huán)壓板疲勞損傷隱式功能函數(shù)計算均壓環(huán)疲勞可靠度的方法，可以大大降低了均壓環(huán)壓板疲勞可靠度分析的計算量；在此基礎上，本發(fā)明提供了基于疲勞可靠度的均壓環(huán)壓板優(yōu)化方法，可對均壓環(huán)壓板的幾何尺寸及材質進行優(yōu)化設計，從而降低均壓環(huán)壓板風致振動條件下發(fā)生疲勞斷裂的概率，確保高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運行。此外，本發(fā)明給出的均壓環(huán)壓板疲勞損傷預測模型可對均壓環(huán)壓板疲勞熱點位置的疲勞損傷性能進行預測，顯著提高均壓環(huán)壓板疲勞熱點位置疲勞損傷的計算效率，為均壓環(huán)壓板疲勞熱點位置的疲勞可靠度計算充足的樣本數(shù)據(jù)，進而提高了對均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算的準確程度。

49、進一步的，實際工程和計算表明均壓環(huán)最大的應力位于壓板翼緣的根部螺栓孔的位置。因此，設置此位置為均壓環(huán)疲勞熱點的位置，對該位置進行疲勞計算的結果可以用來準確評估均壓環(huán)壓板的疲勞壽命。

50、進一步的，均壓環(huán)壓板熱點位置最容易發(fā)生疲勞斷裂，該位置為均壓環(huán)最危險位置，將均壓環(huán)壓板熱點位置設置在壓板翼緣的根部螺栓孔的位置，能夠準確評估均壓環(huán)壓板的疲勞損傷。

51、進一步的，均壓環(huán)壓板熱點位置進行疲勞可靠度設置的目的是用來評估均壓環(huán)壓板耐疲勞風振的安全可靠性。此外，均壓環(huán)壓板熱點位置進行疲勞可靠度可作為均壓環(huán)壓板優(yōu)化數(shù)學模型的約束條件，對均壓環(huán)壓板進行優(yōu)化。

52、進一步的，采用rbf神經(jīng)網(wǎng)絡響應面法構建均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算狀態(tài)函數(shù) zi與設計變量 x之間的關系。該方法可將復雜的均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算轉化為可求解的數(shù)學問題，提高了均壓環(huán)壓板疲勞可靠度的計算效率；通過對均壓環(huán)壓板疲勞有限元數(shù)值計算出來的有限疲勞損傷樣本數(shù)據(jù)建立一個神經(jīng)網(wǎng)絡模型，然后用這個神經(jīng)網(wǎng)絡近似替代均壓環(huán)壓板疲勞損傷隱式功能函數(shù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡的泛化能力，獲得更多的功能函數(shù)值，再根據(jù)蒙特卡羅原理，進行均壓環(huán)壓板疲勞可靠度計算，最后以均壓環(huán)壓板疲勞可靠度為約束條件對其進行優(yōu)化設計。由于以有限元數(shù)值分析為基礎，并且用近似解析式代替有限元模型，因此大大降低了均壓環(huán)壓板疲勞可靠度分析的計算量，成功解決了隱性功能函數(shù)下均壓環(huán)壓板疲勞優(yōu)化計算問題，具有重要的理論意義和工程應用價值。

53、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以參見上述第一方面中的相關描述，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明建立了基于可靠度的均壓環(huán)壓板疲勞溫升優(yōu)化的數(shù)學模型，應用該數(shù)學模型對均壓環(huán)壓板進行優(yōu)化設計后可使其均壓環(huán)壓板的滿足允用可靠度控制要求。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。