区间参数杆系结构非概率可靠性指标的改进仿射算法

将杆系结构中的不确定性参数用区间数表示,建立结构的非概率可靠性指标求解方程。将矩阵形式的仿射算术和递归导数信息结合,提出了改进的二元区间多项式矩阵形式的仿射上下界公式。给出了有界不确定性变量的仿射型和区间形式的相互转化,将有界不确定性变量的仿射型及结合导数信息的矩阵形式的仿射运算引入到杆系结构基于区间模型的非概率可靠性指标计算中。分别以某外伸梁和十杆桁架结构为例对该方法的可行性和有效性进行了验证。     

非概率可靠性在浮空器中的应用

浮空器属航空产品,其设计的可靠性直接影响产品的安全性.目前,浮空器产品大多是非批量生产,缺乏大样本数据,可靠性评估可利用区间非概率可靠性理论进行描述.文中论述了非概率可靠性基本理论,通过建立浮空器产品囊体结构失稳数学模型推导了囊体结构区间非概率可靠性指标的计算公式,然后以典型囊体结构件为算例,结合实验给出了囊体结构非概率可靠性指标数据曲线,对比了数值模拟和实验测算结果,得出理论值相对实测值偏保守的结论.非概率可靠性方法可反映结构在不同载荷状态下的可靠程度,对工程应用具有一定的指导作用.     

Unascertained Factor Method of Dynamic Characteristic Analysis for Antenna Structures

The dynamic characteristic analysis model of antenna structures is built,in which the structural physical parameters and geometrical dimensions are all considered as unascertained variables.And a structure dynamic characteristic analysis method based on the unascertained factor method is given.The computational expression of structural characteristic is developed by the mathematics expression of unascertained factor and the principles of unascertained rational numbers arithmetic.An example is given,in which the possible values and confidence degrees of the unascertained structure characteristics are obtained.The calculated results show that the method is feasible and effective.     

结构区间有限元方程组的一种解法

针对结构静力区间有限元方程组的求解提出了一种简易解法。该法将含区间变量的整体刚度矩阵在区间变量的中值处进行一阶泰勒式展开。在对刚度矩阵展开式进行近似处理之后,将刚度矩阵的逆矩阵用一系列的Neumann展开级数来表示。为减小区间运算的扩张,利用区间乘法运算的次分配律和相关运算规则,导出不确定结构响应量上界、下界的计算式。几个算例结果分析表明:该方法具有较好的精度,是可行和有效的,且易于编程实施。     

星载天线展开机构可靠性的未确知分析法

对某周边桁架式大型星载天线的展开运动机理进行了研究,建立了展开机构的力学分析和未确知运动可靠性的分析模型．综合考虑尺寸误差和太空环境因素的影响,将运动功能函数视为未确知变量函数,利用未确知有理数计算的法则推导出可靠性计算公式,对机构在整个展开过程中的运动可靠性进行了预测．与成熟的随机方法想比,该方法简单易行,且能在缺乏足够数据或信息不完整的情况下,获得更安全、可信度更高的机构可靠性计算结果．用算例给出了未确知性天线展开机构功能函数的可能值及其可信度的计算结果,表明该方法的合理性和可行性．     

不确定结构区间分析的仿射算法

将结构系统中的不确定性参数用区间数表示,建立系统的区间有限元控制方程.对该方程组的求解提出一种基于导数信息的仿射算法.此方法通过令独立的不确定性参数转换成仿射型,将区间线性方程组的求解转化为相应的确定性问题,再搜索各方程解中的最大最小值,得到每个区间分量的边界.先用数学算例对该算法的正确性和有效性进行验证,然后应用于静力区间分析的工程算例,并与其他算法进行比较; 计算结果表明该算法的可行性和有效性.     

基于非概率模型的星载天线展开机构中同步齿轮系防卡滞研究

对某周边桁架式大型星载天线展开机构中的齿轮运动副的卡滞失效形式进行了研究。从齿轮啮合的极限位置出发,推导出了同步齿轮副不发生卡滞的条件。综合考虑齿轮加工误差、装配误差和太空环境温度等因素,利用优化算法,构建了齿轮副防卡滞的非概率可靠度计算公式。对同步齿轮副在不同装配误差和不同温度环境下的防卡滞的非概率可靠度进行了预测,并与将运动功能函数中的变量视为正态分布的概率模型下的可靠度相比较,比较结果显示两者的变化趋势相同,而且与数值仿真过程比较吻合,说明本文的方法是合理有效的。     

模糊参数平面连续体结构的拓扑优化设计

研究了具有模糊参数的连续体结构在模糊载荷作用下的拓扑优化设计问题。利用信息熵将模糊变量转换为随机变量,构建了随机载荷作用下的随机参数的连续体结构的拓扑优化设计数学模型,以结构的形状拓扑信息为设计变量,结构总质量均值极小化为目标函数,满足单元应力可靠性为约束条件,利用分布函数法对应力可靠性约束进行了等价显式化处理。基于随机因子法,利用代数综合法导出了应力响应的数字特征的计算表达式。采用双方向渐进结构优化(BESO)方法求解。通过两个算例验证了该文模型及求解方法的合理性和有效性。     

随机-区间型天线结构有限元及可靠性分析

构建了对随机-区间混合型天线结构的有限元及可靠性分析模型,提出了一种新的处理不确定性因素的结构有限元分析方法,给出了结构保精度和保强度两工况的概率描述。同时考虑了结构的物理参数、几何参数的随机性和作用风载荷的区间性。首先将随机变量固定,利用区间因子法求得结构位移和应力响应的区间范围,然后在区间内任意点处利用随机因子法求结构响应的随机分布范围。构造了天线反射面位移响应和结构单元应力响应不确定变量的数字特征计算公式,进而得到结构各响应量的可靠性指标。对一8m口径天线结构进行了分析,分析结果表明文中所提方法具有合理性和可行性。     

基于非概率可靠性的连续体结构拓扑优化设计

研究区间参数的连续体结构在区间载荷作用下的拓扑优化设计问题.构建区间载荷作用下区间参数连续体结构的拓扑优化设计数学模型,以结构的形状拓扑信息为设计变量,结构总质量均值极小化为目标函数,满足单元区间应力非概率可靠性为约束条件.基于区间因子法,导出应力响应的均值和离差的计算表达式.采用双方向渐进结构优化(bi-directional evolutionary structural optimization, BESO)的求解策略与方法.通过两个算例验证文中模型及求解策略与方法的合理性和方法的有效性.