任意分布参数随机变量间相关系数的可靠性灵敏度

讨论关于基本随机变量间相关系数的可靠性分析和可靠性灵敏度设计问题.基于可靠性摄动分析法包含对基本随机变量间相关系数的运算这一特点,利用四阶矩技术以及Edgeworth级数展开方法,提出基本随机变量间相关系数的可靠性灵敏度分析方法.通过可靠性计算,分析基于相关系数性质的可靠度范围以及可靠性误差;通过可靠性灵敏度计算,分析基本随机变量间相关系数的改变对结构可靠性的影响;通过实例计算及编写相应的分析程序,说明文中方法在工程实际中的应用.为确定基本随机变量间相关系数在可靠性分析中的重要性、对结构可靠性的影响以及不同影响程度提供分析方法,为统计分析工作以及可靠性设计提供有益的参考和建议.     

重要抽样可靠性灵敏度的方差分析

利用重要抽样函数获取的样本对结构可靠性灵敏度分析进行无偏估计,可以提高可靠性灵敏度分析的效率.为了比较重要抽样与直接Monte Carlo方法在分析可靠性灵敏度时的收敛性,推导可靠性灵敏度估计量方差和变异系数的计算公式,近似计算重要抽样可靠性灵敏度估计量在给定置信度下的置信区间.算例结果表明,在可接受精度的条件下,重要抽样可靠性灵敏度分析比Monte Carlo可靠性灵敏度分析具有更高的计算效率.     

任意分布参数的机械零件的可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论了具有任意分布参数的机械零件的可靠性灵敏度设计问题,提出了可靠性灵敏度设计的计算方法,给出了可靠性灵敏度的变化规律,研究了设计参数的改变对机械零件的可靠性的影响,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据。     

可靠性灵敏度分析的重要抽样方法

基于重要抽样模拟,提出一种新的求解可靠性参数灵敏度的方法.所提方法依据失效概率对基本变量分布参数偏导数的积分表达式,推导可靠性灵敏度分析的重要抽样计算公式,该公式为一推导的函数在失效域中的数学期望形式,而该数学期望可以利用重要抽样函数获取的落入失效域中的样本来估计.算例结果表明,所提方法在保证同样计算精度的情况下具有比Monte Carlo模拟法更高的计算效率.     

基于自适应重要抽样的可靠性灵敏度分析方法

针对隐式极限状态方程的小失效概率问题,提出基于自适应重要抽样的可靠性灵敏度分析方法,给出该方法的具体实现步骤.所提方法从重要抽样抽取的所有样本点中选取合适的样本,利用回归分析和隐函数求导法则,求取失效概率对基本变量分布参数的灵敏度.所提算法的精度首先用有精确解的问题进行验证,然后在工程实例中进行应用.研究结果表明,与Monte Carlo可靠性灵敏度方法相比,所提方法具有计算精度相近但计算工作量小的优点,这种优点在失效概率小的情况下体现得更加充分.     

机械零件可靠性分析的参数灵敏度分析

对机械零件可靠性的参数灵敏度分析进行探讨，提出可靠性灵敏度设计的计算方法，研究正态分布设计参数的改变对工程机械零件可靠性的影响，为工程机械零件的可靠性设计提供理论依据。     

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论了任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计问题。首先,结合机构精确度理论和可靠性理论,提出任意分布参数平面机构运动精度可靠性评估方法。然后,引入灵敏度设计理论,推导出任意分布参数平面机构运动精度可靠性灵敏度设计方法。最后,以平面四杆机构为例,详细阐述了设计参数的改变对平面连杆机构运动精度可靠性的影响,为平面连杆机构的运动精度可靠性设计和可靠性维护提供了理论依据。     

改进的重要抽样可靠性灵敏度估计及其方差分析

针对可靠性灵敏度分析,提出了一种改进的重要抽样方法.与传统的重要抽样可靠性灵敏度分析方法类似,所提方法需首先找到失效域的最可能失效点来构造重要抽样密度函数.显然求得最可能失效点后即可求得相应的可靠度指标.改进的方法利用标准正态空间中失效域位于以坐标原点为球心可靠度指标为半径的超球之外的性质,只计算超球外的重要抽样样本点的功能函数值来完成可靠性灵敏度的估计,而传统方法则是通过计算所有重要抽样样本点的功能函数值来完成可靠性灵敏度估计的,因此改进的方法将具有更高的计算效率.文中推导了单模式和多模式串联系统的改进方法可靠性灵敏度估计值的方差和变异系数计算公式,通过算例比较了改进方法与传统方法的效率.算例结果表明:在灵敏度估计值方差相同的条件下,改进方法所需计算的功能函数的次数小于传统方法.     

钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度

讨论了钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度问题,提出了可靠性灵敏度分析的计算方法,研究了正态分布设计参数的改变对钢板弹簧可靠性的影响,为钢板弹簧的可靠性设计提供了理论依据。     

基于混合密度估计的自适应重要抽样可靠性及可靠性灵敏度分析

提出一种高效的基于混合密度函数的自适应重要抽样法,分析结构的失效概率及偏导型可靠性灵敏度.该重要抽样方法运用有限混和密度函数拟合法得到失效域中预抽取样本点的概率密度函数,将之作为重要抽样函数.这些预抽取样本利用马尔可夫链快速模拟得到,相应的重要抽样函数将趋于最优化的重要抽样函数.其次,将所提方法运用到结构可靠性灵敏度的分析中.所提方法具有比传统重要抽样法更高的效率,且可以运用于多模式系统结构的分析,最后给出的算例亦说明文中方法的精度和效率.     

飞机翼梁结构强度可靠性灵敏度分析

将翼梁结构中的所有结构尺寸、载荷大小、材料参数都当作结构设计时确定的具体值,对飞机翼梁结构进行强度分析,由强度分析可知,翼梁上的应力分布以及最大应力位置,可校核翼梁结构是否满足强度设计要求;考虑翼梁上下缘条、腹板1～5、翼肋1～5等厚度尺寸,由于加工、设计公差等造成实际翼梁结构尺寸的分散性,将这12个厚度参数作为正态分布的基本变量,对翼梁结构强度进行可靠性分析,并对基本变量分布参数的灵敏度进行分析;采用不含交叉项的二次响应面法对翼梁结构的强度可靠度进行分析,得到基本变量均为正态分布时翼梁结构强度的可靠度;并对基本变量参数影响结构可靠度的灵敏度进行分析,发现影响翼梁可靠度的主要因素是:腹板1、腹板5和下缘条的厚度分布参数.     

基于三阶矩法的可靠性及参数灵敏度分析

提出了一种基于三阶矩法的可靠性及参数灵敏度的分析方法,通过将极限状态函数进行Taylor级数展开到二阶,从而考虑了非线性项,并获得了极限状态函数的前三阶矩,根据三阶矩可靠性指标,获得了结构的失效概率,使用梯度算法,建立了可靠性参数灵敏度分析的数学模型。数值算例表明,本文方法可有效地对结构可靠性及参数灵敏度进行分析。     

基于蒙特卡洛方法的可靠性灵敏度分析

以四杆机构刚性输出角的数学模型为例,建立刚性四杆机构输出角的模型,采用蒙特卡洛方法对输出角的可靠性灵敏度进行了计算和分析,通过该方法可以判断各参数对机构的可靠性的影响,能有效地提高运动机构的可靠性和稳健性,具有较高的工程价值.     

基于多元随机变量复杂分布的齿轮传动可靠性设计

探讨了基于多元随机变量复杂分布的齿轮传动可靠性设计方法;由于随机分布的非正态化处理,使其描述的分布状态与实际情况更接近,从而设计更可信.由此开发了齿轮可靠度设计应用软件,可以迅速准确地实现齿轮的可靠性设计.     

基于灵敏度的振动传递路径的参数贡献度分析

虽然研究振动和噪声的传递系统模型和传递路径的贡献度具有重要意义,但是目前还很难清晰正确地阐明多维路径的贡献量。基于动态灵敏度的技术,解决了振动传递路径的参数贡献度问题。采用路径的灵敏度作为度量准则,提出振动传递路径的参数贡献度的有效途径,给出理想的数值分析结果,清晰地阐明了时域内振动传递路径的参数贡献度。     

齿轮随机参数结构固有频率灵敏度分析

振动的影响会导致由共振引起的结构疲劳失效,而按照随机结构计算更加符合实际.利用随机摄动有限元法,通过计算随机参数前5阶固有频率的灵敏度,来研究齿轮结构参数和几何参数与固有频率的关系,定量分析了各个参数条件对齿轮振动固有频率的影响,实现了有效的结构修改,以达到避免共振的目的.     

随机与区间不确定下基于近似灵敏度的序列

为解决复杂系统多学科可靠性设计优化过程中由于存在多源不确定性和多层嵌套而导致的计算效率低的问题,将近似灵敏度技术与两级集成系统综合策略(Bi-level integrated system synthesis,BLISS)和功能测度法集成,提出一种能同时处理随机和区间不确定性的序列化多学科可靠性设计优化方法。基于概率论和凸模型对混合不确定性进行量化,提出一种随机和区间不确定性下的混合可靠性评价指标,并基于功能测度法建立多学科可靠性设计优化模型。采用近似灵敏度信息替代实际灵敏度值,将近似灵敏度技术同时嵌入多级多学科设计优化策略和多学科可靠性分析方法中,避免每轮循环都进行全局灵敏度信息的分析与迭代,提高了计算效率。基于序列化思想同时将四层嵌套的多学科可靠性设计优化循环和三层嵌套的多学科可靠性分析过程进行解耦,形成一个单循环顺序执行的多学科可靠性设计优化过程,避免了每轮循环对整个可靠性分析模型进行迭代分析的过程,减少灵敏度分析和多学科分析次数。以汽车侧撞工程设计为例,验证了该法具有同时处理随机和区间不确定性的能力,并且计算效率较传统方法分别提高了10.98%和23.63%,表明该法具有一定工程实用价值。     

一种随机和模糊不确定性下的可靠性分析方法

针对随机和模糊混合不确定性下利用传统蒙特卡洛方法进行可靠性分析效率低的问题,提出了一种基于λ截集和改良的先进均值法的可靠性分析方法,该方法首先基于概率论和可能性理论建立了混合不确定性下的可靠性分析模型,然后利用先进均值法进行概率可靠性分析,利用λ截集优化法进行不同截集下的可能性分析。通过概率分析和可能性分析的迭代循环求解概率、模糊混合不确定性下的可靠性分析结果。最后的算例证明该方法在保证求解精度的同时,可以有效地提高混合不确定性下的可靠性分析效率。     

基于优化方法的齿轮可靠性试验数据分布参数估计

基于优化理论的原理和特点,结合可靠性试验数据分布参数的估计方法——回归分析法和极大似然函数法,提出一种新的优化估计方法。通过一组具体的试验数据,论述威布尔分布的3个分布参数的优化估计过程。应用表明这种方法简单实用,求得的分布参数估计值更加精确合理。     

基于均值一阶Esscher's近似的可靠性灵敏度分析

可靠性灵敏度设计在可靠性设计和修改、可靠性稳健优化设计、可靠性维护等方面均有重要意义.在基于计算截尾概率的Esscher's近似技术的结构可靠性分析方法基础上,利用对非线性极限状态方程在基本随机变量均值点处做一阶泰勒展开的方法,提出计算具有非线性极限状态的结构失效概率方法即均值一阶Esscher's近似可靠性设计方法(Mean-value first order Esscher's approximation,MVFOEA),在此基础上,结合灵敏度分析技术,提出基于均值一阶Esscher's近似的可靠性灵敏度分析方法.基于Esscher's近似技术的结构可靠性分析方法要求基本随机变量相互独立,有矩母函数,并且要求极限状态函数具有显式表达式.由于利用基本随机变量全部的概率信息,而不仅仅是前几阶矩,提出的方法与可靠性分析的矩法相比,在计算失效概率时有较高的精度,通过三个数值算例验证了新方法高的计算精度.