[发明专利]机械连接结构的可靠性分析方法

说明书

本发明提出一种机械连接结构的可靠性分析方法。该可靠性分析方法首先根据机械连接结构的应用场所及连接关系确认输入变量及功能函数；之后，根据所述输入变量和所述功能函数，利用单变量分解逼近确定前两阶响应统计矩；然后，根据所述前两阶响应统计矩从所述输入变量中识别出目标输入变量；将所述目标输入变量进行双变量分解逼近，得到混合分解模型；最后，根据所述混合分解模型确定所述机械连接结构的失效概率。减少了计算量，减少了计算成本；相较于相关技术中的降维分析方法增加了计算精度；避免了采用传统方法直接忽略低阶交叉项引起误差或者考虑全部交叉项导致计算量过大的问题。

技术领域

本发明涉及可靠性分析技术领域，尤其涉及一种机械连接结构的可靠性分析方法。

背景技术

结构的可靠性分析是保障结构安全至关重要的工作，目前主要的可靠性分析方法主要分为两类，一类是基于抽样技术的方法，例如蒙特卡洛模拟法；一类是通过随机变量的联合概率密度的积分的方法，例如矩方法。

但是，抽样方法在解决小失效概率问题时需要进行大量抽样计算，其高计算成本是工程应用所不能接受的。通过随机变量的联合概率密度的积分的方法对于高维复杂问题来说，数值积分的计算量随输入变量的增加以指数倍增长；计算量太大。现有技术中采用的降维方法计算式精度较差。

因此有必要设计一种新的机械连接结构的可靠性分析方法。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的提供一种可以克服现有技术中可靠性分析过程中减小计算量与保证计算精度之间矛盾的机械连接结构的可靠性分析方法。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种机械连接结构的可靠性分析方法，包括：

根据机械连接结构的应用场所及连接关系确认输入变量及功能函数；

根据所述输入变量和所述功能函数，利用单变量分解逼近确定前两阶响应统计矩；

根据所述前两阶响应统计矩从所述输入变量中识别出目标输入变量；

将所述目标输入变量进行双变量分解逼近，得到混合分解模型；

根据所述混合分解模型确定所述机械连接结构的失效概率。

在本公开的一种示例性实施例中，所述功能函数为Y＝g(x)；

其中x＝{x₁，x₂，…，x_n}^T是输入变量；g₀是常数项，表示功能函数g(x)在参考点c＝[c₁，c₂，…，c_n]^T处的值，函数g_i(x_i)表示仅第i个变量x_i作用于机械连接结构时机械连接结构的输出，函数g_ij(x_i，x_j)表示第i个变量x_i和第j个变量x_j的交叉项对机械连接结构的作用，n表示变量个数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述输入变量、输入变量的分布类型和所述功能函数，利用单变量分解逼近确定前两阶响应统计矩包括：根据单变量乘法逼近公式通过统计矩计算公式得到前两阶响应统计矩；

所述单变量乘法逼近公式为：

所述统计矩计算公式为：