[发明专利]基于Krigng代理模型的桥式起重机结构可靠性优化方法

摘要

本发明公开了一种基于Kriging代理模型的桥式起重机结构可靠性优化方法，包括以下步骤：1）确定设计变量和随机变量；2）基于拉丁超立方取样法，抽取样本点并计算对应样本点的有限元仿真响应值；3）构建初始Kriging代理模型；4）基于满足拟合精度的Kiging代理模型，进行桥式起重机结构的可靠性优化设计。本发明将代理模型技术、优化设计和可靠性设计融合在一起，可以以较快的速度、较低的计算成本获取既经济又可靠的起重机结构设计方案。

主权项

1.一种基于Kriging代理模型的桥式起重机结构可靠性优化方法，其特征在于包括以下步骤：1）确定设计变量和随机变量以桥式起重机主、端梁截面尺寸，包括主梁腹板高度d₁，主梁翼缘板厚度d₂，主梁主腹板厚度d₃，主梁副腹板厚度d₄，主梁主、副腹板外侧间距d₅，端梁腹板高度d₆，端梁翼缘板厚度d₇，端梁腹板厚度d₈，端梁主、副腹板外侧间距d₉，大车轮距d₁₀和隔板厚度d₁₁作为设计变量；取额定起升载荷p₁，小车质量p₂，泊松比p₃、弹性模量p₄及上述主、端梁截面尺寸作为随机变量；2）抽取样本点并计算对应样本点的仿真响应值根据步骤1）确定的设计变量和随机变量，应用拉丁超立方法在各变量的取值范围内抽取随机样本点，并应用有限元法计算对应各样本点的仿真响应值，所述仿真响应值包括主梁跨中最大静应力σ_max、主梁跨中最大垂直静变形f_v、主梁水平动刚度f_H和垂直动刚度f_V；3）构建Kriging代理模型根据步骤2）确定的样本点及其对应的仿真响应值，构建4个Kriging代理模型，应用拟合优度法检查每个代理模型的拟合精度是否满足工程精度要求，满足则执行步骤4），不满足则增加样本点并重新构建Kriging代理模型，直至满足所需拟合精度；4）进行起重机结构的可靠性优化设计根据步骤3）建立的Kriging代理模型，应用序列二次规划法及基于性能度量法的改进均值法进行桥式起重机结构可靠性优化设计。