基于概率-区间混合模型的汽车耐撞性结构可靠性优化设计

发布时间：2021-06-01 23:23

　　目前,安全性设计已成为现代汽车工业领域的研究热点。因此,考虑结构优化设计提高汽车碰撞安全性已经进行了广泛研究。然而,汽车耐撞性结构优化设计存在大量的不确定性,如几何尺寸、材料属性、载荷和边界条件等。这些不确定性使得汽车结构参数与名义值存在一定容差,不确定变量的容差直接影响汽车结构安全性能,致使整个设计过程缺乏可靠性。因此,针对汽车耐撞性安全进行结构可靠性优化设计具有十分重要的意义。传统的可靠性优化方法主要采用概率模型描述不确定变量,然而,概率模型依托于随机变量精确概率分布,获得随机变量精确概率分布往往是非常困难的。在许多情况下不确定变量上下界更容易获得,这类不确定变量适合采用区间模型描述。在实际工程中常常碰到这样的情况:一部分不确定性参数信息量足够,适合采用概率模型描述;另一部分不确定性参数因缺乏足够的样本信息而仅知其上下界,适合采用区间模型描述。因此,研究含概率变量和区间不确定变量混合可靠性优化设计具有重要的实际工程意义。本文基于概率—区间混合模型的汽车碰撞结构可靠性优化设计进行探索和研究以提高优化计算效率及求解精度。主要研究内容如下:1、提出一种概率—区间混合可靠性优化方法。结合概... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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图２．１两因子拉丁方采样试验设计??

?硕士学位论文???２．?３．?２径向基（ＲＢＦ）模型??径向基（Ｒａｄｉａｌ?Ｂａｓｉｓ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ，?ＲＢＦ）模型最早是由Ｈａｒｄｙ于１９７１年提出，用于拟合??不规则地形数据。径向基函数能准确构建任意函数，可以处理分散的数据样本点完成多??维度拟合问题。径向基函数Ｇ中用／■表示ｘ的欧式距离，ｒ的具体表达式为ｒ?＝?｜｜ｘ－ｘ，｜｜，??基函数的表达式为＝?，ｃ为大于零的参数。径向基模型的基函数为：??／（ｘ）?＝?＾ｆｊ；Ｇ（｜｜ｘ－ｘ，｜｜）?（２．４）??＞＝１??其中，ＣＴ，为第／个的未知待定系数，々为样本点的数量。??ｃｙ７?ａ２?？？？??？?？?－?？??图２．２三层径向基网络图??图２．２为径向基输入输出之间的映射，中间层常用的５种基函数如下表：??表２．３径向基函数??名称?基函数表达式??线性?Ｇ（ｒ）?＝?ｃｒ??三次项?Ｇ（ｒ）＝（ｒ?＋?ｃ）３??薄板样条?Ｇ（ｒ）?＝?ｒ２?ｌｏｇ（ｃｒ２）??高斯?Ｇ（＂）?＝?ｅｘｐ（－ｃｒ２）??Ｍｕｌｔｉｑｕａｄｒｉｃ?Ｇ（ｒ）?＝?（ｒ２?＋ｃ２）ｖｌ??１０??

?第三章基于概率一区间混合模型的可靠性优化方法???根据可靠性指标定义，即正态空间坐标原点到两个极限曲面的最孝最大距离，得??出可靠性指标为区间：??ｐ?日［ｍ?（３．１５）??其中，，和，７分别对应下、上极限状态曲面的结构可靠性指标。??！＜２八临界区＾??＼?紐区??ｆ?可靠区??ｏＬ?－??ｗｌ??图３．１标准ｉＥ态空间混合》丨靠性指标示意阁??根据公式（３．８）获得结构发生失效的概率｜Ｘ：间为：??Ｐｆ＾ｐＬｎＰＵｆ］?＝?ｍ－ＰＵ）Ｍ－ＰＬ）｝?（３．１６）??其中，＜和ｐｙ分别表示结构的最小与最大的失效概率。??实际工程需获得结构最大失效概率，即求解最小可靠度指标，？问题如下：??ｐＬ＝ｍｍ?ｕｌ?ｕ??ｓ．ｔ．?ｍｉｎ?，（．，）?＝?０?（３１７）??Ｖ－ｆｃ／??根据区间＋确定变Ｓ的分布范围将（３．１７）转换成以下优化Ｈ题：??Ｐ＇?＝?ｍｉｎ?ｕ?＇?ｕ??ｕｙ?（３．１８）??ｓ．ｔ．?ｇ（？，ｊ）?＝?０??ｙＬ＾ｙ＾ｙｕ??３．４基于概率一区间混合模型的可靠性优化模型??基于概率一区间混合模型的可靠性优化问题的基本形式为：??１７??


本文编号：3210359