基于模糊智能多重响应面法的结构可靠性优化设计

发布时间：2022-12-17 14:30

　　为了提高多构件、多失效模式结构整体可靠性分析及其优化设计的计算精度与计算效率,综合考虑失效判据、边界载荷条件的模糊性与随机性,将模糊可靠性理论、支持向量机理论和响应面理论进行结合,分别提出了多失效模式可靠性分析的模糊智能多重响应面法（Fuzzy Intelligent MultiResponse Surface Method,FIMRSM）、模糊智能多重极值响应面法（Fuzzy Intelligent Multi-Extremum Response Surface Method,FIMERSM）;在模糊可靠性分析的基础上,将多目标智能优化算法、分解协调理论进行结合,分别提出了多失效模式可靠性优化设计的多目标-遗传模糊智能多重响应面法（Multi-Object Genetic Algorithm-Fuzzy Intelligent Multi-Response Surface Method,MOGA-FIMRSM）、模糊智能分解协调极值响应面法（Fuzzy Intelligent Distributed Collaborative Extremum Response Surface Me... 

【文章页数】：145 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 可靠性分析研究现状
        1.2.2 可靠性优化设计研究现状
        1.2.3 响应面法的研究现状及其在可靠性优化设计中的应用
        1.2.4 支持向量机研究现状及其在可靠性优化设计中的应用
    1.3 主要研究内容
第2章 多物理场结构模糊可靠性分析
    2.1 引言
    2.2 基于FIMRSM可靠性分析基本思想
    2.3 数学模型
        2.3.1 MRSM数学模型
        2.3.2 FV-LPSVR数学模型
        2.3.3 FIMRSM数学模型
    2.4 粒子群算法优化FV-LPSVR模型参数
    2.5 模糊C-均值聚类算法
    2.6 模糊可靠性基本理论
        2.6.1 机械结构模糊可靠性
        2.6.2 模糊可靠性设计原理
        2.6.3 模糊可靠性计算公式
    2.7 流-热-固耦合分析基本理论
        2.7.1 流场模型
        2.7.2 温度场模型
        2.7.3 三维流动基本方程
    2.8 基于FIMRSM的叶盘可靠性分析
        2.8.1 叶盘有限元模型的建立
        2.8.2 随机变量的选取
        2.8.3 叶盘的确定性分析
        2.8.4 FIMRSM模型的建立
        2.8.5 叶盘的可靠性分析
        2.8.6 FIMRSM有效性验证
        2.8.7 讨论
    2.9 本章小结
第3章 单构件、多失效模式结构模糊动态可靠性分析
    3.1 引言
    3.2 基于FIMERSM可靠性分析基本思想
    3.3 数学模型
        3.3.1 MERSM数学模型
        3.3.2 FSVR数学模型
        3.3.3 混合核函数
        3.3.4 FIMERSM数学模型
        3.3.5 KFCM聚类算法
    3.4 遗传算法优化FSVR模型参数
    3.5 广义模糊随机可靠性概率模型
    3.6 低周疲劳寿命预测基本理论
        3.6.1 应变-寿命曲线
        3.6.2 Miner线性累积损伤理论
        3.6.3 循环应力-应变曲线
        3.6.4 GH4133B低周疲劳性能曲线
    3.7 叶片有限元分析基本方程
        3.7.1 几何方程
        3.7.2 物理方程
        3.7.3 位移函数
        3.7.4 应力、应变矩阵
        3.7.5 单元刚度矩阵
    3.8 基于FIMERSM的叶片疲劳寿命可靠性分析
        3.8.1 叶片的确定性分析
        3.8.2 FIMERSM模型的建立
        3.8.3 叶片的动态可靠性分析
        3.8.4 FIMERSM有效性验证
        3.8.5 讨论
    3.9 本章小结
第4章 单构件、多失效模式结构模糊可靠性优化设计
    4.1 引言
    4.2 基于MOGA-FIMRSM可靠性优化设计基本思想
    4.3 数学模型
        4.3.1 FLSSVR数学模型
        4.3.2 FIMRSM数学模型
        4.3.3 FRBDO数学模型
    4.4 多目标遗传算法NSGA-Ⅱ
    4.5 人工蜂群算法
    4.6 SAGA-FCM聚类算法
    4.7 疲劳裂纹扩展基本理论
        4.7.1 应力强度因子
        4.7.2 疲劳裂纹扩展曲线
    4.8 基于MOGA-FIMRSM的叶片可靠性优化设计
        4.8.1 叶片有限元模型的建立
        4.8.2 随机变量的选取
        4.8.3 叶片的确定性分析
        4.8.4 FIMRSM模型的建立
        4.8.5 叶片的可靠性分析
        4.8.6 叶片灵敏度分析
        4.8.7 叶片的模糊可靠性优化设计
        4.8.8 MOGA-FIMRSM有效性验证
        4.8.9 讨论
    4.9 本章小结
第5章 多构件、多失效模式结构整体模糊可靠性优化设计
    5.1 引言
    5.2 基于FIDCERSM可靠性优化设计基本思想
    5.3 数学模型
        5.3.1 DCERSM数学模型
        5.3.2 FV-SVR数学模型
        5.3.3 FIDCERSM数学模型
        5.3.4 疲劳-蠕变FDCRBDO数学模型
        5.3.5 PFCM聚类算法
    5.4 人工鱼群算法
    5.5 隐式蠕变模型
    5.6 疲劳蠕变寿命预测方法
        5.6.1 寿命-时间分数法
        5.6.2 时间-温度参数法
        5.6.3 频率修正法
        5.6.4 应变范围划分法
    5.7 基于FIDCERSM的叶片-轮盘可靠性优化设计
        5.7.1 叶片-轮盘的确定性分析
        5.7.2 FIDCERSM模型的建立
        5.7.3 叶片-轮盘动态可靠性分析
        5.7.4 叶片-轮盘模糊分解协调可靠性优化设计
        5.7.5 FIDCERSM有效性验证
        5.7.6 讨论
    5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于迭代均值组合近似模型和序贯优化与可靠性评估法的船舶结构优化设计[J]. 胡新明,王德禹.  上海交通大学学报. 2017(02)
[2]随机故障注入结合神经网络法的机电系统可靠性计算方法[J]. 郭姣姣,刘伟,翟玮昊,税朗泉,赵海龙.  机械工程学报. 2017(06)
[3]Reliability-based design optimization for flexible mechanism with particle swarm optimization and advanced extremum response surface method[J]. 张春宜,宋鲁凯,费成巍,郝广平,刘令君.  Journal of Central South University. 2016(08)
[4]基于风速-负荷联合状态的发输电系统可靠性评估研究[J]. 杨苏,袁越,陆丹,吴涵.  可再生能源. 2016(07)
[5]Transient reliability optimization for turbine disk radial deformation[J]. 费成巍,白广忱,唐文忠,蔡逸思,高海峰.  Journal of Central South University. 2016(02)
[6]Application of response surface method for contact fatigue reliability analysis of spur gear with consideration of EHL[J]. 胡贇,刘少军,丁晟,廖雅诗.  Journal of Central South University. 2015(07)
[7]Vibration reliability analysis for aeroengine compressor blade based on support vector machine response surface method[J]. 高海峰,白广忱.  Journal of Central South University. 2015(05)
[8]Dynamic probabilistic analysis of stress and deformation for bladed disk assemblies of aeroengine[J]. 白斌,白广忱.  Journal of Central South University. 2014(10)
[9]柔性机构可靠性优化的均值-概率分解协调法[J]. 韩彦彬,白广忱,李晓颖,白斌.  机械设计与制造. 2014(06)
[10]基于支持向量机和蒙特卡洛法的结构随机灵敏度分析方法[J]. 赵金钢,赵人达,占玉林,张宁.  工程力学. 2014(02)

硕士论文
[1]某涡扇发动机涡轮叶片寿命计算分析[D]. 蔡伟.电子科技大学 2014
[2]基于NSGA-Ⅱ的变速器齿轮系多目标可靠性优化设计[D]. 王洪建.武汉理工大学 2010



本文编号：3720095