[发明专利]超深井提升容器多失效模式的可靠性稳健设计方法

摘要

本发明公开了一种超深井提升容器多失效模式的可靠性稳健设计方法。该方法包括以下步骤1）定义提升容器结构参数、材料属性以及动载荷的随机性，采用试验设计方法求解随机参数下结构失效的随机响应；2）依据提升容器的失效准则建立各失效模式下的可靠性功能函数；3）考虑失效模式间的概率相关性，采用copula理论建立相关失效的联合概率模型；4）结合联合概率模型建立提升机容器失效相关的系统可靠性模型；5）建立提升容器系统可靠性关于各随机参数的灵敏度模型；6）结合优化设计模型建立以联合失效概率与参数灵敏度为约束的提升容器可靠性稳健优化设计模型。

主权项

一种超深井提升容器多失效模式的可靠性稳健设计方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤1、确定超深井提升容器的尺寸参数、材料属性参数及工况载荷的均值和方差，确定各参数的分布类型，建立提升容器的有限元模型；步骤2、根据步骤1所确定的提升容器各基本参数的均值和方差，结合拉丁超立方抽样试验设计方法，获得各组驱动参数下结构失效的随机响应样本；步骤3、使用Kriging方法对步骤2中的输入输出样本进行拟合，得到提升容器失效响应与结构性能参数的映射关系，依据提升容器失效的设计准则，分别建立各失效模式下的可靠性功能函数；步骤4、根据基本参数的概率信息，使用基于矩的鞍点逼近方法分别求解各失效模式的失效概率；步骤5、采用Clayton copula函数建立各失效模式概率相关时的联合失效分布，进而结合系统可靠性理论建立联合概率失效时的系统可靠性模型，求解系统失效概率；步骤6、采用偏导方法建立提升容器系统可靠性关于随机参数的灵敏度模型；步骤7、在系统可靠性模型的基础上，将步骤5及步骤6中得到的提升容器的参数灵敏度和系统失效概率作为约束函数，建立提升容器的可靠性稳健设计模型。