基于虚拟仿真技术的结构可靠性分析方法研究

发布时间：2017-05-30 12:01

  本文关键词：基于虚拟仿真技术的结构可靠性分析方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代科技水平的不断进步,对于机械结构系统的要求越来越高。面对越来越复杂的机械结构系统,其可靠性的判断变成了重要的任务之一。虽然我国对机械可靠性日趋重视,但我国机械产品的可靠性设计水平与国际先进水平相比还有相当大的差距,这已成为制约我国机械工业迅速发展的瓶颈。对简单机械结构使用的显式结构系统可靠性分析方法已经不能满足现代系统精度水平的要求,目前基于CAE技术进行可靠性分析仍存在一些问题急需解决,如抽样次数多,求解繁琐,计算结果不精确等。本文主要研究工作包括以下几点:1.针对现代大型复杂的机械结构系统,本文通过进行虚拟可靠性试验,找到节约时间,降低成本,并且能够提高计算精度和效率的有效方法。对于复杂结构系统,基于CAE技术,力图寻找一种低成本,并且高效、精确的可靠性计算方法——即计算机虚拟可靠性试验方法。2.由于复杂结构系统一般不能用确切的显式方程式来表达,所以本文通过基于隐式迭代算法的CAE技术获得系统结构的离散输出响应,然后经过对离散的数据点进行K-S分布检验或者用响应面法拟合由影响因素控制的状态方程,最终拟合建立精度较高的极限状态方程,进行可靠度计算并进行可靠性灵敏度分析。3.对于非线性结构系统,根据Taylor公式将样本点附近的状态方程线性展开,确定抽样步长,基于对分区间抽样法的结构可靠性灵敏度分析方法,在抽取样本点时根据介值定理反复对分抽样步长??,从而找到新的抽样点,进行若干次迭代找出满足系统精度要求的设计验算点,采用验算点法来获取弱非线性系统结构的可靠性灵敏度,并根据抽样路径计算其对应的灵敏度,从而使计算简单,提高了计算精度和效率。
【关键词】：可靠性 虚拟试验 响应面法 Taylor展开 可靠性灵敏度分析
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH122;TB114.3;TP391.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题的来源及意义8-9
• 1.1.1 课题的来源8
• 1.1.2 选题的背景及意义8-9
• 1.2 国内外的研究现状9-14
• 1.2.1 计算机虚拟仿真技术的研究现状9-11
• 1.2.2 可靠性的研究现状11-14
• 1.3 本文主要内容14-16
• 第二章 可靠性分析基本方法16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 结构可靠性分析常用方法16-21
• 2.2.1 解析法16-18
• 2.2.2 随机模拟法18-21
• 2.3 复杂结构系统可靠性分析响应面法21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 复杂结构系统的可靠性分析24-43
• 3.1 引言24
• 3.2 K-S分布检验法可靠性分析24-32
• 3.2.1 生成随机数24-25
• 3.2.2 动态数值模拟25
• 3.2.3 K-S分布检验法25-26
• 3.2.4 K-S分布检验可靠性分析流程26-27
• 3.2.5 CAD/CAE参数化技术27-28
• 3.2.6 模型转换28-29
• 3.2.7 数据传递29
• 3.2.8 传动机构的虚拟可靠性试验分析29-32
• 3.3 改进Box-Behnken法可靠性分析32-41
• 3.3.1 响应函数的拟合32-33
• 3.3.2 样本点的设计33-34
• 3.3.3 待定系数的参数估计34
• 3.3.4 Box-Behnken设计法34-35
• 3.3.5 正交性原则35
• 3.3.6 旋转性分析35-36
• 3.3.7 改进Box-Behnken试验设计法36-38
• 3.3.8 建立极限状态函数38
• 3.3.9 可靠性灵敏度计算38-39
• 3.3.10 汽车平顺性可靠性分析39-41
• 3.4 结论41-43
• 第四章 非线性结构系统的可靠性分析43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 正态随机空间的可靠度分析43-44
• 4.3 对分区间抽样法44-47
• 4.3.1 一次可靠度分析法44-45
• 4.3.2 可靠度指标对分区间抽样法45-47
• 4.3.3 抽样法中偏导数的计算47
• 4.4 基于抽样路径的灵敏度分析47-48
• 4.5 算例分析48-50
• 4.6 结论50-51
• 第五章 结论和展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 研究展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-58
• 作者简介58
• 攻读硕士学位期间研究成果58

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