基于时变可靠性的多学科设计优化

发布时间：2017-06-24 16:09

  本文关键词：基于时变可靠性的多学科设计优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代工程设计面临越来越多复杂结构功能的产品设计需求,为了完成复杂产品的设计以及保证产品安全可靠的运行,相应的产生了基于可靠性的多学科设计优化方法。传统的可靠性多学科设计优化仅仅考虑了常规的不确定因素的处理,通常得出的可靠度为固定的数值。然而,机械系统的磨损、工作环境变化和材料老化等一系列不确定因素都和时间相关。因此,考虑可靠性的多学科设计优化时应该充分考虑这些时变不确定因素,才能更好地满足实际工程需要。本文重点研究了基于时变可靠性的多学科设计优化问题,分析了时变不确定性在多学科环境中的量化、传播,并建立了相应的模型进行分析计算。主要研究内容如下:1、建立了设计参数相关条件下的多学科设计优化模型。考虑实际工程中设计参数相关性问题,通过分析实际工程问题的不确定性来源,将参数之间的相关性通过正交变换方式进行量化,进而建立了参数相关的不确定性协同优化设计模型。通过实际工程问题的求解验证了所提方法的正确性与有效性。2、提出了一种基于设计参数含有时变不确定性的多学科设计优化方法。首先分析了时变不确定性在多学科环境下的传播,量化和建模等问题,然后在时不变可靠性多学科设计模型的基础上,对RBMDO设计模型进行了相应的改进,建立了时变设计参数的可靠性多学科设计优化模型,并针对四辊轧机中的磨损时变问题,进行设计参数含有时变不确定性的多学科时变可靠性计算。3、针对设计变量含有时变不确定性的问题,提出了一种考虑全生命周期的多学科设计优化方法。该方法分析了维修决策中的维修费用理念,利用穿越率考虑了时变维修费用结合起来,并在多学科设计优化中将研发成本和维修费用作为不同的学科,通过生命周期内费用最低作为目标函数,协调时变可靠性优化和确定性的多学科设计优化之间变量的传递问题。
【关键词】：时变可靠性 MDO 协同优化 维修策略
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB114.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 背景10-12
• 1.1.1 多学科设计优化10-11
• 1.1.2 基于不确定性的多学科设计优化11
• 1.1.3 时变可靠性特性11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 不确定性在多学科中的研究现状12
• 1.2.2 时变可靠度的研究现状12-14
• 1.3 研究意义14
• 1.4 本文研究内容14-16
• 第二章 多学科和时变可靠性设计优化16-38
• 2.1 引言16
• 2.2 MDO的表述16-17
• 2.3 MDO的基本概念17-19
• 2.4 MDO主要研究的内容19-26
• 2.4.1 MDO基本理论19
• 2.4.2 MDO优化方法19-26
• 2.5 时变可靠性分析26-32
• 2.5.1 一阶可靠性法（FORM）27-29
• 2.5.2 时变可靠性数学定义29
• 2.5.3 时变可靠度的计算方法29-32
• 2.6 时变可靠度计算算例32-37
• 2.6.1 时变因素中含有磨损的计算32-34
• 2.6.2 时变因素中含有随机载荷的计算34-37
• 2.7 本章小结37-38
• 第三章 基于参数相关的多学科可靠性设计优化38-53
• 3.1 引言38
• 3.2 一次逆可靠度法38-39
• 3.3 参数相关可靠性优化的基本理论39-45
• 3.3.1 参数相关特性39-40
• 3.3.2 参数相关的处理方法40-45
• 3.4 工程算例45-52
• 3.4.1 四辊轧机不确定性分析45-47
• 3.4.2 四辊轧机参数相关不确定性的协同优化47-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 基于设计参数时变不确定性的多学科设计优化53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 多学科系统中时变不确定性因素53
• 4.3 时变不确定性因素在多学科设计优化中的传播53-54
• 4.4 考虑时变不确定性因素的多学科设计优化54-59
• 4.4.1 时变不确定性优化55
• 4.4.2 参数含有时变特性在多学科中的建模55-57
• 4.4.3 含有时变特性参数的多学科模型求解57-59
• 4.5 算例59-64
• 4.5.1 数学算例59-61
• 4.5.2 工程算例61-64
• 4.6 本章总结64-65
• 第五章 基于设计变量时变不确定性的多学科设计优化65-73
• 5.1 引言65
• 5.2 设计变量的时变特性65-66
• 5.3 设计变量时变不确定性的多学科设计优化66-67
• 5.3.1 设计变量含有时变不确定性的量化66-67
• 5.3.2 设计变量含有时变不确定性的多学科设计优化建模67
• 5.4 工程算例67-72
• 5.4.1 主轴的协同优化模型68-69
• 5.4.2 主轴时变可维修模型69-70
• 5.4.3 模型的求解70-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-81
• 攻读硕士期间的研究成果81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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6 余雄庆;;飞机总体多学科设计优化的现状与发展方向[J];南京航空航天大学学报;2008年04期

7 韩明红;邓家y

本文编号：478711