基于置信区间的粘结复合材料无损评估中粘结强度的不确定性量化
统计方法学
2025-12-17 v1 应用统计
摘要
随着粘结复合材料在航空航天应用中的使用日益频繁，有必要认证部件达到期望的某些物理特性（如强度）水平，以确保安全和性能。对胶粘粘结结构的无损评估（NDE）使得验证粘结物理特性成为可能，但NDE估计的不确定性量化（UQ）对于理解风险至关重要，尤其是对于NDE估计如粘结强度。为解决粘结强度NDE不确定性量化的关键需求，我们提出了一种基于优化的方法，用于计算有限样本置信区间，以显示观测数据可能产生的粘结强度范围。采用统计逆模型方法，从扫频超声相位观测中计算试样界面刚度的置信区间，并提出了一种通过已知界面刚度回归将区间传播到粘结强度的方法。该方法需要创新基于优化的置信区间以同时处理非线性正模型和未知方差，并开发一种校准方法以确保最终的粘结强度区间至少达到所需的覆盖水平。在与当前文献一致的模型假设下，我们在两种典型参数设置下，使用各种低到高噪声设置，在模拟测量数据上演示了我们的方法。与基线方法相比，我们的方法在高噪声设置和 nuisance 参数接近约束边界时取得了更好的覆盖和更窄的区间。
引用
@article{arxiv.2512.13875,
title = {Bond strength uncertainty quantification via confidence intervals for nondestructive evaluation of bonded composites},
author = {Michael C. Stanley and Peter W. Spaeth and James E. Warner and Matthew R. Webster},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13875},
year = {2025}
}