区间模型非概率可靠性指标的仿射算法

针对标准区间运算易引发误差爆炸,导致计算结果丧失实用价值的缺陷,文中将不确定性变量的仿射型及仿射运算引入区间模型非概率可靠性指标的计算中.利用仿射型表示变量的不确定性,由仿射运算计算出结构的响应区间(功能函数的上下界),并由响应区间与其许用区间获得非概率可靠性指标.仿射运算的规则具有优化意义,不会引发误差爆炸.以仿射运算求取区间模型非概率可靠性指标,其计算精度远高于区间运算.     

非概率可靠性优化方法在机翼结构优化中的应用

在非概率区间体积比可靠性模型的基础上,提出了一种基于模糊—区间分析的非概率可靠性优化方法。这一方法将可靠性优化与近似模型技术相结合,采用拉丁超立方试验设计,构建二次响应面,获得非概率可靠性优化近似模型,并采用改进的模拟退火算法,求解非概率可靠性优化近似模型的全局最优解。介绍了非概率可靠性优化方法在机翼结构优化中的应用,并分析了优化结果。     

基于区间模型的Y形密封圈可靠性分析

该文利用基于区间模型的非概率可靠性分析方法,以某一规格的轴用Y圈为研究对象,对其非概率可靠性指标进行了研究;该文首先介绍了基于区间模型的非概率可靠性分析方法,然后对该规格Y形圈的非概率可靠性指标进行了研究,主要包括功能函数的拟合、基于区间模型的功能函数标准化及最后非概率可靠性指标的求解等内容;最后介绍影响非概率可靠性指标的主要因素。结果表明:当各不确定性参数在所述范围之内变化时,该规格的Y形圈在所述工况条件下的非概率可靠性指标η1,说明当各不确定性参数在所述范围之内变化时,该规格的Y形圈在所述工况条件下,密封界面的接触压力始终大于油压,密封可靠,原则上不会失效;此外,一般情况下,影响非概率可靠性指标的主要因素有各随机因素分布区间的准确性、拟合所得的响应面函数的准确性以及优化方法(优化函数)的选择等。     

基子区间模型的响应面法

提出了基于区间模型的响应面法，它基于区间分析的结构非概率可靠性指标的特性，使得该法无需迭代搜寻抽样中心点及设计验算点，仅需一次抽样的有限次有限元试验便能得到结构功能函数的足够精度的逼近。证明了非概率可靠性指标只可能存在于标准区间向量张成的凸域及其扩展空间中，通过原点和凸域顶点的有限条超射线与失效面的某个交点处，且在数值上等于某一特定支点坐标和绝对值。因此，在结构功能函数逼近完成后，可通过求解有限个一元二次方程，得到结构非概率可靠性指标。算例验证了该法的有效性。     

区间参数弹性连杆机构的非概率可靠性分析

将弹性连杆机构的不确定性参数描述为区间变量，分别利用一阶Taylor展开式和基于神经网络的Monte-Carlo模拟法来进行机构动力响应的区间分析，建立了弹性连杆机构的非概率可靠性分析模型；通过数值算例，分别用上述两种区间分析方法对弹性连杆机构的动力响应进行区间分析及非概率可靠性分析。结果表明，Taylor展开法给出的结果偏差较大，而基于神经网络的Monte-Carlo模拟法对不确定参数在小范围变化的区间分析是可行和有效的。     

基于响应面的结构非概率可靠性优化设计

将结构系统中的不确定参数描述为区间变量,在基于区间模型的可靠性分析基础上,考虑到复杂结构的极限状态函数表达式往往很难直接求出,提出了基于响应面模型的非概率可靠性结构优化方法。该方法用二次多项式拟合结构的极限状态函数,通过区间模型计算出结构的非概率可靠度,并将其作为约束条件来对结构进行优化设计,应用嵌套优化模型解决此类优化问题。最后用该方法对25杆桁架结构进行了优化,结果表明提出的方法是正确可行的。     

区间模型非概率可靠性指标的改进型仿射算法

针对标准区间运算易引发误差爆炸,常规的仿射运算没能考虑计算过程中出现的使用同一噪声元表达的一次项、二次项,乃至多次项、非线性项之间存在相关性而造成的计算误差,提出以仿射运算为主体,在遇到这种相关项时,借助区间运算计算出相关项总体取值的上下界,再利用上下界信息,引入新噪声的仿射型代替它们。这种借助区间运算对常规的仿射运算进行改进的方法,应用于区间模型非概率可靠性指标的计算结果,精度高于区间运算和常规的仿射运算,有较强的实际意义。     

区间离散度与非概率可靠性的关系及影响

针对区间分析的非概率可靠性模型中变量的区间离散度对非概率可靠性指标的影响问题,基于结构非概率可靠性理论,建立了非概率可靠性指标与区间离散度的关系模型,并对非线性极限功能函数在设计点处做线性化处理,建立非线性极限功能函数状态下的非概率可靠性指标与区间离散度的近似关系模型。基于控制变量法探究了极限状态函数中设计变量的区间离散度对非概率可靠性指标的影响,并通过工程实例,验证了所建立关系模型的合理性、实用性,拓展了非概率可靠性设计理论。     

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.     

基于加权线性响应面的结构可靠性估计的鞍点逼近方法

基于结构可靠性计算的鞍点逼近方法,提出一种新的求解非正态随机变量下结构可靠性的方法.在所提方法中,首先利用加权线性响应面法拟合得到极限状态函数的线性表达式,然后利用鞍点逼近方法近似其累积分布函数和概率密度函数,进而进行可靠性分析.文中给出适用于非正态随机变量下的权重选取方法,并给出加权线性响应面与鞍点逼近结合求解非正态变最情况下失效概率的基本步骤,最后利用算例验证所提方法的效率和可行性.     

传动轴概率-非概率混合可靠性分析

实际传动轴可靠性分析中,一部分变量由于样本数量多可以用概率密度函数描述,一部分变量只知道其变化区间。针对这种情况,提出传动轴概率-非概率混合可靠性分析模型,该模型能同时考虑了传动轴的概率和非概率两种不确定因素的影响以及传动轴刚度失效和强度失效两个方面。通过1阶Taylor展开和区间扩张,求出传动轴可靠度的上界与下界。通过和传统概率可靠性分析相对比较,算例验证了该方法的正确性和有效性。     

基于Kriging模型的密封圈性能非概率可靠性分析

将Kriging模型和拉丁超立方抽样技术应用于不确定结构,提出了主要针对隐式方程的区间非概率可靠性分析方法。该方法用Kriging模型作为近似模型描述原结构模型,借助优化方法求解参数区间并计算可靠度。建立了某金属/水冲压发动机橡胶O形密封圈的非线性有限元模型,应用网格重构技术和自适应加载技术对密封圈密封性能进行了有限元分析。将接触面最大正应力与发动机燃气压力的差值作为目标参数,应用上述方法计算了密封性能参数区间非概率可靠性,通过区间分析得到了密封性能可靠性指标。     

基于通用生成函数的结构可靠性优化策略

为提高工程结构可靠性设计优化(RBDO)的求解精度,提出一种基于通用生成函数(UGF)的RBDO新方法.一方面通过系列响应面建立设计变量与概率指标的动态映射,消除传统双循环算法的内层循环;另一方面引入UGF进行可靠性分析,避开传统矩法在处理随机变量非正态、功能函数高度非线性问题时精度低或无法收敛的劣势.同时,结合非均匀...     

汽车半轴非概率可靠性模型的区间分析法

将汽车半轴参数的不确定参量作为区间数,结合区间数运算法则和可靠性设计方法给出了汽车半轴非概率可靠性模型,讨论了多区间变量非线性函数的可靠性度量方法,提出了基于区间分析的汽车半轴的非概率可靠性设计思路。结合算例,在性能参数的分布函数未知而区间数已知情况下进行了汽车零部件可靠性设计,得出了汽车半轴的最大响应应力。研究表明,该方法简单实用,对原始数据要求低,且对于汽车其他零部件的可靠性设计有借鉴作用。     

基于区间分析的非概率可靠性分析方法

如果已知的不确定信息较少,难以得到参量的概率模型,可以考虑尝试采用非概率可靠性分析方法。首先将参量表述为区间变量的形式,通过安全域的面积与基本区间变量总面积的比值来衡量结构的可靠度。给出了不同应力强度组合关系下的非概率失效面面积的计算方法,对比分析了应力、强度分别服从均匀分布和正态分布情况下,概率可靠度和非概率可靠度之间的关系,最后通过典型算例验证该分析方法。     

谐波减速器混合时变可靠性分析的单调函数法

由于数据匮乏与性能退化,谐波减速器的可靠性呈现出显著的概率-区间不确定性混合与时变特征.针对这一问题,提出一种混合时变可靠性分析的单调函数法.首先,基于应力-强度干涉理论构建谐波减速器的混合时变可靠性模型;其次,通过分析可靠性模型动态响应关于时间变量的单调性,以消去时间变量的影响;进一步结合偏导数判断可靠性模型响应关于区间变量的单调性,将概率-区间混合可靠性转换为概率静态可靠性,然后利用蒙特卡罗法求解谐波减速器的可靠度.结果表明:所提方法有效降低了计算复杂性,并准确反映出谐波减速器可靠性的动态变化过程.     

基于椭球模型的机构非精确概率可靠性分析方法

航天机构可靠性分析中经常遇到不确定参数样本数较少的问题。在此情形下样本数据的边界往往小于参数的边界,以此建立区间或椭球凸集模型,并采用均匀分布简单量化凸集变量进行非概率可靠性分析的传统方法与结果值得怀疑。针对非概率可靠性方法的不足,提出一种基于椭球模型的非精确概率可靠性分析方法。建立一种基于样本特征的椭球模型高维构建方法。将椭球模型标准化为圆球模型,采用无差别减小原则进行不确定性量化,推导出标准空间中变量在圆球域内的联合概率密度函数。采用基于椭球模型的重要抽样法进行非精确概率可靠度求解。通过算例和工程实例验证了方法的准确性和可行性。新方法较好地实现了可靠度分析中稳健性与精度的兼顾,可作为概率可靠性方法的一种有益补充。     

机床主轴非概率可靠性模型的区间分析方法

考虑到不确定性因素,将机床主轴设计中的参数看作区间变量,应用非概率可靠性理论,建立了机床主轴基于区间分析的非概率可靠性模型,给出了多区间变量非线性函数的非概率可靠性度量方法,提出了基于主轴扭转强度和挠度的可靠性度量指标。对XH2320/4机床主轴进行分析结果表明:所提出的区间分析方法在实际工程中的可行性。     

非概率模型中基本区间变量的重要性测度

针对区间变量情况下的非概率可靠性模型,提出一种基本区间变量对系统非概率可靠性指标影响的非概率重要性测度.所提非概率重要性测度可以直接全面地反映基本区间变量对结构安全影响的重要程度,从而指导工程设计.文中分析非概率重要性测度的基本性质,而后基于蒙特卡洛方法和区间模型非概率可靠性指标的一维优化算法,提出非概率重要性测度的求...     

区间模型结构非概率可靠性度量研究

在掌握的不确定信息较少时,可运用非概率可靠性分析方法进行结构可靠性分析.对基于区间模型的非概率可靠性分析方法进行对比分析,探讨非概率可靠性指标、非概率集合可靠度和非概率安全可能度等非概率可靠性度量之间的关系,研究非概率集合可靠度的性质和计算方法.在结构应力—强度发生干涉时,建议采用非概率集合可靠度进行可靠性分析,并给出几种常见的应力—强度组合时非概率集合可靠度的计算方法.最后通过算例验证分析结论.