加筋壳结构具有较高的比刚度和比强度,被广泛应用于航空航天承力结构中。可靠性优化设计(Reliability Based Design Optimization,RBDO)方法通过综合考虑结构参数中的不确定性和风险因素,可避免结构的过保守设计,保证其在服役环境中的...加筋壳结构具有较高的比刚度和比强度,被广泛应用于航空航天承力结构中。可靠性优化设计(Reliability Based Design Optimization,RBDO)方法通过综合考虑结构参数中的不确定性和风险因素,可避免结构的过保守设计,保证其在服役环境中的可靠性和安全性。提出了一种基于自适应代理模型的高效RBDO方法,来解决屈曲可靠性约束下的加筋壳结构轻量化设计问题。基于预期可行性函数准则实现了样本点的自适应添加,并通过构建分段函数将离散变量连续化,进而在保证设计结果可靠性的前提下提高优化效率。最后,通过将可靠性优化设计结果与确定性优化结果对比,验证了所提方法的有效性。展开更多
低周疲劳是发动机活塞的典型失效模式,为研究多源不确定性因素对活塞低周疲劳可靠性的影响,提高可靠性分析效率,基于Polynomial-Chaos-based Kriging(PC-Kriging)模型和蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation,MCS),构建了一种新的可靠性...低周疲劳是发动机活塞的典型失效模式,为研究多源不确定性因素对活塞低周疲劳可靠性的影响,提高可靠性分析效率,基于Polynomial-Chaos-based Kriging(PC-Kriging)模型和蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation,MCS),构建了一种新的可靠性计算方法,并通过数值算例证明了该方法的准确性和高效性。以某型柴油发动机活塞组结构为研究对象,基于热-机耦合分析建立活塞有限元模型,综合考虑关键尺寸、材料属性及载荷的不确定性,运用该方法对活塞进行了低周疲劳可靠性分析。可靠性分析结果表明,与同类型方法相比,该方法计算效率更高,仅需要有限元计算20+93次,当活塞的期望设计寿命为1.4×10^(4)时,其疲劳失效概率为1.053%;灵敏度分析结果表明,活塞高度、活塞直径、材料弹性模量和疲劳计算模型参数对可靠性的影响较大,分析结果可为活塞的可靠性设计提供指导。展开更多
基于AMSAA模型以研发阶段收集的同类或相似产品故障数据为核心,创新性地引入离散系数最小化原则作为优化标准,用于指导拟合优度检验统计量的选取。在整合平均值与方差等多元信息后,构建了一种全新的时间环境折合系数求解算法,旨在对原...基于AMSAA模型以研发阶段收集的同类或相似产品故障数据为核心,创新性地引入离散系数最小化原则作为优化标准,用于指导拟合优度检验统计量的选取。在整合平均值与方差等多元信息后,构建了一种全新的时间环境折合系数求解算法,旨在对原始故障数据进行有效折算,进而精准估算模型各项参数。对所得折合系数进行求解,并在10种不同置信度设定下,逐一计算产品设计成型时平均无故障工作时间(Mean Time Between Failure,MTBF)的单侧置信下限。实例研究表明,当置信区间位于0.9~0.99之间时,无论同一置信水平如何,该方法始终能得出优于现有文献的结果,即采用该方法对航天产品可靠性增长进行预测,其准确度显著提升。此外,在不同置信水平下,由改进方法求解的时间环境折合系数值并没有改变,即每个试验项目的环境应力和真实环境应力之间的数量关系并没有因为置信度的增加而变化,也从另一个角度证明了该改进方法更接近于工程实践。展开更多
文摘加筋壳结构具有较高的比刚度和比强度,被广泛应用于航空航天承力结构中。可靠性优化设计(Reliability Based Design Optimization,RBDO)方法通过综合考虑结构参数中的不确定性和风险因素,可避免结构的过保守设计,保证其在服役环境中的可靠性和安全性。提出了一种基于自适应代理模型的高效RBDO方法,来解决屈曲可靠性约束下的加筋壳结构轻量化设计问题。基于预期可行性函数准则实现了样本点的自适应添加,并通过构建分段函数将离散变量连续化,进而在保证设计结果可靠性的前提下提高优化效率。最后,通过将可靠性优化设计结果与确定性优化结果对比,验证了所提方法的有效性。
文摘低周疲劳是发动机活塞的典型失效模式,为研究多源不确定性因素对活塞低周疲劳可靠性的影响,提高可靠性分析效率,基于Polynomial-Chaos-based Kriging(PC-Kriging)模型和蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation,MCS),构建了一种新的可靠性计算方法,并通过数值算例证明了该方法的准确性和高效性。以某型柴油发动机活塞组结构为研究对象,基于热-机耦合分析建立活塞有限元模型,综合考虑关键尺寸、材料属性及载荷的不确定性,运用该方法对活塞进行了低周疲劳可靠性分析。可靠性分析结果表明,与同类型方法相比,该方法计算效率更高,仅需要有限元计算20+93次,当活塞的期望设计寿命为1.4×10^(4)时,其疲劳失效概率为1.053%;灵敏度分析结果表明,活塞高度、活塞直径、材料弹性模量和疲劳计算模型参数对可靠性的影响较大,分析结果可为活塞的可靠性设计提供指导。
文摘基于AMSAA模型以研发阶段收集的同类或相似产品故障数据为核心,创新性地引入离散系数最小化原则作为优化标准,用于指导拟合优度检验统计量的选取。在整合平均值与方差等多元信息后,构建了一种全新的时间环境折合系数求解算法,旨在对原始故障数据进行有效折算,进而精准估算模型各项参数。对所得折合系数进行求解,并在10种不同置信度设定下,逐一计算产品设计成型时平均无故障工作时间(Mean Time Between Failure,MTBF)的单侧置信下限。实例研究表明,当置信区间位于0.9~0.99之间时,无论同一置信水平如何,该方法始终能得出优于现有文献的结果,即采用该方法对航天产品可靠性增长进行预测,其准确度显著提升。此外,在不同置信水平下,由改进方法求解的时间环境折合系数值并没有改变,即每个试验项目的环境应力和真实环境应力之间的数量关系并没有因为置信度的增加而变化,也从另一个角度证明了该改进方法更接近于工程实践。
