為探究內(nèi)腐蝕海底管道剩余強度,保證管道安全運營,基于管道壁厚、直徑,腐蝕深度、長度、寬度和極限抗拉強度等影響因素,提出果蠅優(yōu)化算法(FOA)優(yōu)化廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GRNN)的剩余強度計算方法,應(yīng)用GRNN構(gòu)建剩余強度預(yù)測模型;采用FOA優(yōu)化模型,人為設(shè)置光滑因子的負面影響;通過有限元模擬生成影響因素和剩余強度數(shù)據(jù)庫,并采用FOA-GRNN模型訓(xùn)練和預(yù)測;以巴西國家石油研究中心的極限強度爆破試驗數(shù)據(jù)為例,分析驗證預(yù)測模型。結(jié)果表明:FOAGRNN模型對有限元模擬數(shù)據(jù)的剩余強度預(yù)測平均相對誤差(ARE)為16.53%,對試驗數(shù)據(jù)預(yù)測ARE為7.81%,預(yù)測結(jié)果合理、準確。

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【部分圖文】：

圖1GRNN的拓撲結(jié)構(gòu)

模型網(wǎng)絡(luò)為固定4層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。各層處理輸入信息時都使用1個特定函數(shù)實現(xiàn)非線性回歸計算過程，其中輸入層主要用于接受數(shù)據(jù)信息，接受數(shù)據(jù)信息Ui(i=1,2，…，n)直接傳輸?shù)侥Ｊ綄?模式層每一個節(jié)點產(chǎn)生一個輸出值Pj(j=1,2，…，m)，求和層對Pj求和，基于求和結(jié)果得到輸出....

圖2內(nèi)腐蝕海底管道應(yīng)力云圖

根據(jù)不同管道壁厚t(mm)、管道直徑B(mm)、腐蝕深度d(mm)、腐蝕長度L(mm)、腐蝕寬度W(mm)以及極限抗拉強度σμ(MPa)作為基礎(chǔ)變量進行有限元模擬，其中，t、B和σμ體現(xiàn)為管道原有強度;L、W和d表示對管道強度的破壞性影響。在傳統(tǒng)評價準則中，以上6個變量為計算極限....

圖3果蠅迭代尋優(yōu)軌跡

基于有限元模擬樣本數(shù)據(jù)，建立剩余強度的GRNN結(jié)構(gòu)，其中輸入層為建立有限元模擬的輸入?yún)?shù)，即:t、B、d、L、W以及σμ。該層設(shè)6個節(jié)點;訓(xùn)練數(shù)據(jù)為30組，對應(yīng)模式層節(jié)點數(shù)為30;輸出層為1個節(jié)點，即管道的剩余強度，求和層為2個節(jié)點。通過FOAξb最優(yōu)取值。設(shè)初始化果蠅群體的隨機....

圖4不同計算方法結(jié)果對比

比較FOA-GRNN模型預(yù)測結(jié)果與ABAQUS仿真值、ASMEB31G、改進ASMEB31G(MB31G)、DNV、PCORRC方法計算結(jié)果，如圖4所示。由圖4可知:以上方法預(yù)測結(jié)果均小于有限元仿真值，說明以上幾種方法均有一定誤差。其中ASMEB31G誤差最大;改進的ASM....

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