權(quán)利要求書： 1.一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，其特征在于，所述方法包括：獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；所述獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，包括：采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷；采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷；由所述復(fù)合材料的層內(nèi)損傷以及所述層間損傷數(shù)值模擬結(jié)果建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；

所述內(nèi)聚力模型為：

其中，Tn、Tt分別為法向和切向的內(nèi)聚力；σmax、τmax分別為法向和切向的最大應(yīng)力值，即開裂強(qiáng)度， 和 分別對應(yīng)此時的界面分離量； 分別為法向和切向的最大分離位移值；δ為界面有效分離量；

對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；

將驗(yàn)證后的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)，結(jié)合鯨魚優(yōu)化算法對所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的適應(yīng)度值滿足終止條件要求以及迭代次數(shù)要求，獲得優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型；

利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量；

所述利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量，包括：采用外部沖擊速度，沖擊質(zhì)量，沖擊角度以及沖擊位置四項(xiàng)指標(biāo)作為所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的輸入向量預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，其特征在于，所述對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括：獲取已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，其特征在于，所述采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷，包括：采用三維Hashin準(zhǔn)則作為失效類型的判定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，其特征在于，所述復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型包括：纖維拉伸破壞(σ11≥0)

纖維壓縮破壞(σ11<0)

基體拉伸破壞(σ22+σ33≥0)

基體壓縮破壞(σ22+σ33＜0)

T C

其中σ11、σ22和σ33是正應(yīng)力；σ12、σ13和σ23是剪切應(yīng)力；X 和X是層合板纖維主方向上的抗T C 12 I3 23拉和抗壓強(qiáng)度；Y和Y是層合板在在橫向纖維方向上的抗拉和抗壓強(qiáng)度；S 、S 和S 是層內(nèi)和層間的剪切強(qiáng)度；k是導(dǎo)致纖維拉伸失效的剪切應(yīng)力因子。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，其特征在于，所述采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷，包括：采用雙線性內(nèi)聚力模型描述復(fù)合材料漸進(jìn)層間損傷力學(xué)行為；根據(jù)應(yīng)力?分離量曲線，將風(fēng)機(jī)葉片層間損傷破壞過程分為彈性加載、初始損傷、破壞進(jìn)展及完全破壞四個階段。

6.一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：仿真模塊，用于獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；所述獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，包括：采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷；采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷；由所述復(fù)合材料的層內(nèi)損傷以及所述層間損傷數(shù)值模擬結(jié)果建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；所述內(nèi)聚力模型為：其中，Tn、Tt分別為法向和切向的內(nèi)聚力；σmax、τmax分別為法向和切向的最大應(yīng)力值，即開裂強(qiáng)度， 和 分別對應(yīng)此時的界面分離量； 分別為法向和切向的最大分離位移值；δ為界面有效分離量；

驗(yàn)證模塊，用于對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；

模型優(yōu)化模塊，用于將驗(yàn)證后的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)，結(jié)合鯨魚優(yōu)化算法對所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的適應(yīng)度值滿足終止條件要求以及迭代次數(shù)要求，獲得優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型；

預(yù)測模塊，用于利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量；

所述利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量，包括：采用外部沖擊速度，沖擊質(zhì)量，沖擊角度以及沖擊位置四項(xiàng)指標(biāo)作為所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的輸入向量預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。

7.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的步驟。

說明書： 一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法、系統(tǒng)及可讀存儲介質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請涉及機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法、系統(tǒng)及可讀存儲介質(zhì)。背景技術(shù)[0002] 在實(shí)際工作環(huán)境中，風(fēng)機(jī)葉片會遭受冰雹外物沖擊、強(qiáng)風(fēng)致飛射物撞擊與鳥獸等飛行體沖擊、在運(yùn)輸過程中與運(yùn)輸設(shè)備之間碰撞沖擊、吊裝時波浪以及強(qiáng)風(fēng)因素帶來的安裝設(shè)備不穩(wěn)定引起的碰撞以及安裝設(shè)備精度問題所帶來葉片與機(jī)組間的碰撞沖擊等情況，這些情況都會對風(fēng)機(jī)葉片造成損傷隱患，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片無法正常工作，甚至引發(fā)更嚴(yán)重的安全事故。[0003] 在工程應(yīng)用中，風(fēng)機(jī)葉片部分經(jīng)濟(jì)成本占工程總成本三分之一以上。此外，由于沖擊損傷導(dǎo)致的葉片更換問題，將極大延長工程工作量與工作時間，這對海上風(fēng)電場的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益有著嚴(yán)重的影響；沖擊損傷還可導(dǎo)致葉片氣動彈性不穩(wěn)定。[0004] 近年來，隨著綠色環(huán)保概念的深入人心，風(fēng)電的推廣力度加大，國內(nèi)外研究者也注意到了風(fēng)機(jī)葉片的各類損傷問題，主流研究方式為數(shù)值模擬，比如劉士毅等關(guān)于隨機(jī)風(fēng)沙沖蝕葉片涂層的數(shù)值模擬研究、戴麗萍等針對含沙氣流對風(fēng)力機(jī)葉片沖蝕作用問題進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真、蔣萬樂關(guān)于低速沖擊對風(fēng)機(jī)葉片層間損傷機(jī)理影響分析、ZhangChizhi等基于可靠性的海上復(fù)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片壽命疲勞損傷評估。也有學(xué)者另辟蹊徑，嘗試采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對風(fēng)機(jī)葉片的損傷問題做研究，比如曹可樂等基于機(jī)器學(xué)習(xí)的風(fēng)機(jī)葉片開裂預(yù)測研究、張鑫利用深度學(xué)習(xí)在風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)損傷識別中的仿真研究、王鍇燁基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)備健康狀態(tài)預(yù)測方法等等。[0005] 盡管國內(nèi)外研究者已經(jīng)就風(fēng)機(jī)葉片的各類損傷問題進(jìn)行了較多探索，但是在目前風(fēng)機(jī)葉片研究領(lǐng)域，不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷的快速預(yù)測。發(fā)明內(nèi)容[0006] 為此，本申請的實(shí)施例提供了一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法、系統(tǒng)及可讀存儲介質(zhì)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)不能快速預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷的技術(shù)問題，具體技術(shù)方案內(nèi)容如下：[0007] 第一方面，本申請的實(shí)施例提供一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，所述方法包括：[0008] 獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；[0009] 對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；[0010] 將驗(yàn)證后的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)，結(jié)合鯨魚優(yōu)化算法對所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的適應(yīng)度值滿足終止條件要求以及迭代次數(shù)要求，獲得優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型；[0011] 利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0012] 可選的，所述獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，包括：[0013] 采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷；[0014] 采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷；[0015] 由所述復(fù)合材料的層內(nèi)損傷以及所述層間損傷數(shù)值模擬結(jié)果建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫。[0016] 可選的，所述對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括：[0017] 獲取已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。[0018] 可選的，所述采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷，包括：[0019] 采用三維Hashin準(zhǔn)則作為失效類型的判定。[0020] 可選的，所述復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型包括：[0021] 纖維拉伸破壞(σ11≥0)[0022][0023] 纖維壓縮破壞(σ11<0)[0024][0025] 基體拉伸破壞(σ22+σ33≥0)[0026][0027] 基體壓縮破壞(σ22+σ33＜0)[0028][0029] 其中σ11、σ22和σ33是正應(yīng)力；σ12、σ13和σ23是剪切應(yīng)力；XT和XC是層合板纖維主方向上T C 12 13 23的抗拉和抗壓強(qiáng)度；Y和Y是層合板在在橫向纖維方向上的抗拉和抗壓強(qiáng)度；S 、S 和S 是層內(nèi)和層間的剪切強(qiáng)度；k是導(dǎo)致纖維拉伸失效的剪切應(yīng)力因子。

[0030] 可選的，所述采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷，包括：[0031] 采用雙線性內(nèi)聚力模型描述復(fù)合材料漸進(jìn)層間損傷力學(xué)行為；根據(jù)應(yīng)力?分離量曲線，將風(fēng)機(jī)葉片層間損傷破壞過程分為彈性加載、初始損傷、破壞進(jìn)展及完全破壞四個階段。[0032] 可選的，所述內(nèi)聚力模型為：[0033][0034][0035] 其中，Tn、Tt分別為法向和切向的內(nèi)聚力；σmax、τmax分別為法向和切向的最大應(yīng)力值，即開裂強(qiáng)度， 和 分別對應(yīng)此時的界面分離量； 分別為法向和切向的最大分離位移值；δ為界面有效分離量。[0036] 可選的，所述利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量，包括[0037] 采用外部沖擊速度，沖擊質(zhì)量，沖擊角度以及沖擊位置四項(xiàng)指標(biāo)作為所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的輸入向量預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0038] 第二方面，本申請的實(shí)施例提供一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：[0039] 仿真模塊，用于獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；[0040] 驗(yàn)證模塊，用于對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；[0041] 模型優(yōu)化模塊，用于將驗(yàn)證后的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)，結(jié)合鯨魚優(yōu)化算法對所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的適應(yīng)度值滿足終止條件要求以及迭代次數(shù)要求，獲得優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型；[0042] 預(yù)測模塊，用于利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0043] 第三方面，本申請的實(shí)施例提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)前述任意一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的步驟。[0044] 綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：[0045] 采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練以及測試，提高核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測的準(zhǔn)確性，且采用優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型可實(shí)現(xiàn)快速預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片的損傷。進(jìn)一步地，在本申請中，提出考慮復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層內(nèi)和層間漸進(jìn)損傷的高精度數(shù)值模擬方法以及通過鯨魚優(yōu)化算法與核極限學(xué)習(xí)(WOA?KELM)進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片受沖擊損傷預(yù)報的計算方法，對風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷快速評價，可以有效解決當(dāng)前數(shù)值模擬研究手段所存在的計算量大的問題。附圖說明[0046] 圖1是本申請其中一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的流程示意圖。[0047] 圖2是本申請其中一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的KELM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。[0048] 圖3是本申請其中一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的WOA尋優(yōu)過程圖。[0049] 圖4是本申請另一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的流程示意圖之一。[0050] 圖5是本申請其中一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的標(biāo)準(zhǔn)化牽引力－分離量法則圖。[0051] 圖6是本申請另一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的流程示意圖之二。[0052] 圖7是本申請其中一實(shí)施例提供的一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法的機(jī)器學(xué)習(xí)的流程圖。具體實(shí)施方式[0053] 本具體實(shí)施例僅僅是對本申請的解釋，其并不是對本申請的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。[0054] 為使本申請實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。[0055] 另外，本申請中術(shù)語“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨(dú)存在A，同時存在A和B，單獨(dú)存在B這三種情況。另外，本申請中字符“/”，如無特殊說明，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

[0056] 本申請中術(shù)語“第一”“第二”等字樣用于對作用和功能基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分，應(yīng)理解，“第一”、“第二”、“第n”之間不具有邏輯或時序上的依賴關(guān)系，也不對數(shù)量和執(zhí)行順序進(jìn)行限定。[0057] 本申請中術(shù)語“至少一個”是指一個或多個，“多個”的含義是指三個或以上，例如，多個第一位置是指三個或以上的第一位置。[0058] 下面結(jié)合說明書附圖對本申請實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。[0059] 參照圖1，在本申請的一個實(shí)施例中，提供一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法，所述方法的主要步驟描述如下：[0060] S1：獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；[0061] 具體地，在本實(shí)施例中，可由現(xiàn)有文獻(xiàn)和/或?qū)嵉卦囼?yàn)獲取的數(shù)據(jù)，構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練庫，以獲得風(fēng)機(jī)葉片損傷與冰雹外物沖擊、強(qiáng)風(fēng)致飛射物撞擊、鳥獸等飛行體沖擊、運(yùn)輸過程中與運(yùn)輸設(shè)備之間碰撞沖擊、吊裝時波浪以及強(qiáng)風(fēng)因素帶來的安裝設(shè)備不穩(wěn)定引起的碰撞以及安裝設(shè)備精度問題所帶來葉片與機(jī)組間的碰撞沖擊等沖擊加載條件之間的關(guān)系。[0062] S2：對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；[0063] 具體地，在本實(shí)施例中，通過現(xiàn)有文獻(xiàn)中記載的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，以去掉訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中不合理的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證的方式可以為根據(jù)文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系驗(yàn)證訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)的關(guān)系，增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的可靠性。[0064] S3：將驗(yàn)證后的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)，結(jié)合鯨魚優(yōu)化算法對所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的適應(yīng)度值滿足終止條件要求以及迭代次數(shù)要求，獲得優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型；[0065] 核極限學(xué)習(xí)機(jī)(KernelBasedExtremeLearningMachine，KELM)是基于極限學(xué)習(xí)機(jī)(ExtremeLearningMachine，ELM)并結(jié)合核函數(shù)所提出的改進(jìn)算法，KELM能夠在保留ELM優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提高模型的預(yù)測性能。[0066] 核極限學(xué)習(xí)機(jī)是一種多輸入多輸出的單隱層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以隨機(jī)生成網(wǎng)絡(luò)中的隱藏層偏差和輸入權(quán)重，并使用Moore?Penrose廣義逆確定輸出權(quán)重，在泛化能力及學(xué)習(xí)速度上有顯著優(yōu)勢。其由三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成：輸入層、隱藏層和輸出層，網(wǎng)絡(luò)模型如圖2所示，xi為輸入數(shù)據(jù)集，K(x,xi)為內(nèi)核函數(shù)，βj為連接隱藏節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)的輸出權(quán)重。[0067] 核參數(shù)的優(yōu)化對于KELM的性能也起著關(guān)鍵性作用，鯨魚優(yōu)化算法(whaleoptimizationalgorithm,WOA)是模仿座頭鯨的狩獵行為進(jìn)而提出的一種新型啟發(fā)式優(yōu)化算法，是由Mirjalili等提出的一種新型元啟發(fā)式算法，該算法具有調(diào)整參數(shù)少、操作簡單和易于跳出局部最優(yōu)的優(yōu)點(diǎn)。與其他群優(yōu)化算法比較，鯨魚優(yōu)化算法的主要區(qū)別在于，采用隨機(jī)或最佳搜索代理來模擬捕獵行為，并使用螺旋來模擬座頭鯨的泡泡網(wǎng)攻擊機(jī)。圖3為優(yōu)化過程中定義初始位置Pi(X,Y),(i＝1,2,…N)的搜索代理在搜索空間中求得最優(yōu)解P*(X*,Y*)的尋優(yōu)過程，A為系數(shù)向量。

[0068] S4：利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0069] 具體地，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型進(jìn)行訓(xùn)練以及測試，提高核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測的準(zhǔn)確性，且采用優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型可實(shí)現(xiàn)快速預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片的損傷。[0070] 參照圖4，可選的，在另一實(shí)施方式中，S1包括：[0071] S11：采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷；[0072] S12：采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷；[0073] S13：由所述復(fù)合材料的層內(nèi)損傷以及所述層間損傷數(shù)值模擬結(jié)果建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫。[0074] 由于復(fù)合材料具有很高的強(qiáng)度比，故而在風(fēng)機(jī)葉片的生產(chǎn)中大量使用。風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料結(jié)構(gòu)受到外部沖擊后，通常會發(fā)生纖維斷裂、纖維壓縮、基體開裂、基體擠壓和分層損傷等現(xiàn)象。具體地，本申請采用LS?DYNA軟件中的復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型和內(nèi)聚力模型來分別模擬復(fù)合材料的層內(nèi)損傷和層間損傷力學(xué)行為。在本實(shí)施方式中，提出考慮復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層內(nèi)和層間漸進(jìn)損傷的高精度數(shù)值模擬方法以及通過鯨魚優(yōu)化算法與核極限學(xué)習(xí)(WOA?KELM)進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片受沖擊損傷預(yù)報的計算方法，對風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷快速評價，可以有效解決當(dāng)前數(shù)值模擬研究手段所存在的計算量大的問題。[0075] 本申請解決如下問題：(1)在沖擊載荷作用下，風(fēng)機(jī)葉片將發(fā)生復(fù)雜的損傷模式，且各損傷模式間存在強(qiáng)耦合效應(yīng)。如何準(zhǔn)確地模擬風(fēng)機(jī)葉片多損傷模式及各損傷模式間的強(qiáng)耦合效應(yīng)；(2)數(shù)值模擬研究手段對計算資源要求較高，不利于工程應(yīng)用。[0076] 可選的，在另一實(shí)施方式中，在步驟S11中，采用三維Hashin準(zhǔn)則作為層內(nèi)損傷失效類型的判定準(zhǔn)則。[0077] 在本實(shí)施方式中，建立了5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片的有限元模型，可在三維情況下對風(fēng)機(jī)葉片的損傷進(jìn)行分析。本實(shí)施例采用比較成熟的三維Hashin準(zhǔn)則作為層內(nèi)損傷失效類型的判定準(zhǔn)則。三維Hashin準(zhǔn)則將材料的破壞分為纖維拉伸破壞、纖維壓縮破壞、基體拉伸破壞以及基體壓縮破壞四大類，每類破壞的判斷依據(jù)不同。[0078] 進(jìn)一步地，復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型包括：[0079] 纖維拉伸破壞(σ11≥0)[0080][0081] 纖維壓縮破壞(σ11<0)[0082][0083] 基體拉伸破壞(σ22+σ33≥0)[0084][0085] 基體壓縮破壞(σ22+σ33＜0)[0086][0087] 其中σ11、σ22和σ33是正應(yīng)力；σ12、σ13和σ23是剪切應(yīng)力；XT和XC是層合板纖維主方向上T C 12 13 23的抗拉和抗壓強(qiáng)度；Y和Y是層合板在在橫向纖維方向上的抗拉和抗壓強(qiáng)度；S 、S 和S 是層內(nèi)和層間的剪切強(qiáng)度；k是導(dǎo)致纖維拉伸失效的剪切應(yīng)力因子。進(jìn)一步地，所述內(nèi)聚力模型為：

[0088][0089][0090] 式中，Tn、Tt分別為法向和切向的內(nèi)聚力；σmax、τmax分別為法向和切向的最大應(yīng)力值，即開裂強(qiáng)度， 和 分別對應(yīng)此時的界面分離量； 分別為法向和切向的最大分離位移值；δ為界面有效分離量。[0091] 具體地，力實(shí)質(zhì)上是原子或者分子之間的相互作用力，而內(nèi)聚力模型是一種簡化模型，通過定義合適的參數(shù)，可有效分析5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片層間損傷失效過程。[0092] 如圖5所示，本申請采用雙線性內(nèi)聚力模型描述復(fù)合材料漸進(jìn)層間損傷力學(xué)行為；根據(jù)應(yīng)力?分離量曲線，將風(fēng)機(jī)葉片層間損傷破壞過程分為彈性加載、初始損傷、破壞進(jìn)展及完全破壞4個階段。具體地符號說明可見表1。

[0093] 表1符號說明[0094][0095] 參照圖6，可選的，在另一實(shí)施方式中，S4為S4’：采用外部沖擊速度，沖擊質(zhì)量，沖擊角度以及沖擊位置四項(xiàng)指標(biāo)作為所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的輸入向量預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0096] 參照圖7，本申請的一個例子如下：[0097] 步驟1、WOA參數(shù)初始化；[0098] 步驟2、設(shè)定KELM參數(shù)；[0099] 步驟3、輸入訓(xùn)練集以及測試集，于KELM輸入的訓(xùn)練集以及測試集由訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫獲取的；[0100] 步驟4、對樣本數(shù)據(jù)處理(所述樣本數(shù)據(jù)為訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù))；[0101] 步驟5、利用WOA算法對KELM的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；[0102] 步驟6、計算并比較優(yōu)化后的KELM的適應(yīng)度值；[0103] 步驟7、判斷是否滿足終止條件；若否進(jìn)行步驟8，若是進(jìn)行步驟9；[0104] 步驟8、判斷迭代次數(shù)是否滿足；若否進(jìn)行步驟10，若是進(jìn)行步驟9；[0105] 步驟9、獲得最優(yōu)模型參數(shù)以及最優(yōu)KELM模型，并利用最優(yōu)KELM模型進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量預(yù)測；[0106] 步驟10、通過WOA算法更新KELM的參數(shù)，并形成候選解，然后進(jìn)行步驟5，并由步驟5向下依序執(zhí)行后續(xù)步驟。[0107] 應(yīng)理解，上述實(shí)施例中各步驟的序號的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后，各過程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定，而不應(yīng)對本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施過程構(gòu)成任何限定。[0108] 在本申請的一個實(shí)施例中，提供一種風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測系統(tǒng)，該風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測系統(tǒng)與上述實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法一一對應(yīng)。該風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測系統(tǒng)包括：[0109] 仿真模塊，用于獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫；[0110] 驗(yàn)證模塊，用于對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；[0111] 模型優(yōu)化模塊，用于將驗(yàn)證后的所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)作為核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及測試數(shù)據(jù)，結(jié)合鯨魚優(yōu)化算法對所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，直至所述核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的適應(yīng)度值滿足終止條件要求以及迭代次數(shù)要求，獲得優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型；[0112] 預(yù)測模塊，用于利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0113] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述獲取風(fēng)機(jī)葉片損傷數(shù)據(jù)形成訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，包括：[0114] 采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷；[0115] 采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷；[0116] 由所述復(fù)合材料的層內(nèi)損傷以及所述層間損傷數(shù)值模擬結(jié)果建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫。[0117] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述對所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括：[0118] 獲取已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。[0119] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述采用復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層內(nèi)損傷，包括：[0120] 采用三維Hashin準(zhǔn)則作為失效類型的判定。[0121] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述復(fù)合材料漸進(jìn)損傷模型包括：[0122] 纖維拉伸破壞(σ11≥0)[0123][0124] 纖維壓縮破壞(σ11<0)[0125][0126] 基體拉伸破壞(σ22+σ33≥0)[0127][0128] 基體壓縮破壞(σ22+σ33＜0)[0129][0130] 其中σ11、σ22和σ33是正應(yīng)力；σ12、σ13和σ23是剪切應(yīng)力；XT和XC是層合板纖維主方向上T C 12 13 23的抗拉和抗壓強(qiáng)度；Y和Y是層合板在在橫向纖維方向上的抗拉和抗壓強(qiáng)度；S 、M 和S 是層內(nèi)和層間的剪切強(qiáng)度；k是導(dǎo)致纖維拉伸失效的剪切應(yīng)力因子。

[0131] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述采用內(nèi)聚力模型模擬5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的層間損傷，包括：[0132] 采用雙線性內(nèi)聚力模型描述復(fù)合材料漸進(jìn)層間損傷力學(xué)行為；根據(jù)應(yīng)力?分離量曲線，將風(fēng)機(jī)葉片層間損傷破壞過程分為彈性加載、初始損傷、破壞進(jìn)展及完全破壞四個階段。[0133] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述內(nèi)聚力模型為：[0134][0135][0136] 其中，Tn、Tt分別為法向和切向的內(nèi)聚力；σmax、τmax分別為法向和切向的最大應(yīng)力值，即開裂強(qiáng)度， 和 分別對應(yīng)此時的界面分離量； 分別為法向和切向的最大分離位移值；δ為界面有效分離量。[0137] 進(jìn)一步地，在另一實(shí)施方式中，所述利用所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量，包括[0138] 采用外部沖擊速度，沖擊質(zhì)量，沖擊角度以及沖擊位置四項(xiàng)指標(biāo)作為所述優(yōu)化后的核極限學(xué)習(xí)機(jī)模型的輸入向量預(yù)測風(fēng)機(jī)葉片最大損傷量。[0139] 上述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測系統(tǒng)各個模塊可全部或部分通過軟件、硬件及其組合來實(shí)現(xiàn)。上述各模塊可以硬件形式內(nèi)嵌于或獨(dú)立于計算機(jī)設(shè)備中的處理器中，也可以以軟件形式存儲于計算機(jī)設(shè)備中的存儲器中，以便于處理器調(diào)用執(zhí)行以上各個模塊對應(yīng)的操作。[0140] 在本申請實(shí)施例的一個實(shí)施例中，提供一種計算機(jī)設(shè)備，該計算機(jī)設(shè)備可以是服務(wù)器。該計算機(jī)設(shè)備包括通過系統(tǒng)總線連接的處理器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)接口。其中，該計算機(jī)設(shè)備的處理器用于提供計算和控制能力。該計算機(jī)設(shè)備的存儲器可以由任何類型的易失性或非易失性存儲設(shè)備或者它們的組合實(shí)現(xiàn)，易失性或非易失性存儲設(shè)備包括但不限于：磁盤，光盤，EEPROM(Electrically?ErasableProgrammableReadOnlyMemory，電可擦除可編程只讀存儲器)，EPROM(ErasableProgrammableReadOnlyMemory，可擦除可編程只讀存儲器)，SRAM(StaticRandomAccessMemory，靜態(tài)隨時存取存儲器)，ROM(Read?OnlyMemory，只讀存儲器)，磁存儲器，快閃存儲器，PROM(ProgrammableRead?OnlyMemory，可編程只讀存儲器)。該計算機(jī)設(shè)備的存儲器為存儲于其內(nèi)部的操作系統(tǒng)和計算機(jī)程序的運(yùn)行提供環(huán)境。該計算機(jī)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口用于與外部的終端通過網(wǎng)絡(luò)連接通信。該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法步驟。[0141] 在本申請的一個實(shí)施例中，提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例所述的風(fēng)機(jī)葉片沖擊損傷預(yù)測方法步驟。所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括ROM(Read?OnlyMemory，只讀存儲器)、RAM(Random?AccessMemory，隨機(jī)存取存儲器)、CD?ROM(CompactDiscRead?OnlyMemory，只讀光盤)、磁盤、軟盤等。[0142] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)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(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)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，即將本申請所述系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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。