[发明专利]机械结构可靠性分析方法

说明书

本发明涉及可靠性检测技术领域，提出一种可靠性分析方法，包括：步骤1：根据联合概率密度函数产生的多个样本点组成第一样本矩阵；步骤2：基于第一样本矩阵，构建第一克里金替代模型；步骤3：利用马尔科夫链蒙特卡洛法对第一样本矩阵进行更新并得到第二样本矩阵；步骤4：基于第二样本矩阵构建第二克里金替代模型；步骤5：通过第二克里金替代模型计算第二样本矩阵中处于失效域的样本点比例；步骤6：重复步骤3、步骤4以及步骤5，直到第m样本矩阵中处于失效域的样本点比例大于预设值时，根据m个样本矩阵以及m个克里金替代模型结合桥函数方法计算机械结构的失效概率，本发明将克里金替代模型与桥函数方法相结合，缩减了计算时间与成本。

技术领域

本公开涉及可靠性检测技术领域，尤其涉及一种机械结构可靠性分析方法。

背景技术

可靠性分析是用于研究机械结构完成具体设定功能能力的重要理论工具，近年来得到了迅速的发展。可靠性分析方法大致分为三类：近似解析法、数字模拟法和函数替代法。

随着机械产品结构复杂多样化，各功能之间相互耦合作用，造成机械产品极限状态函数中变量维数较高，极限状态函数结构非常复杂。虽然，数字模拟法中的桥函数法可以对高维数的机械结构进行可靠性分析，但是，利用桥函数法对高维数的机械结构进行失效概率计算时，需要涉及该机械结构的极限状态函。由于在高维数机械结构中，该机械结构的极限状态函数结构非常复杂，因此利用桥函数法对高维数的机械结构进行失效概率计算时，计算困难且计算量大。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此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

本公开的目的在于提供一种机械结构可靠性分析方法，该机械结构可靠性分析方法创造性的将克里金替代模型与桥函数方法相结合，在保证计算失效概率精确度的前提下，减小了失效概率的计算难度和计算量。

根据本发明的一个方面，提供一种机械结构可靠性分析方法，其特征在于，包括：

步骤S1：根据联合概率密度函数产生多个样本点，将多个所述样本点组成第一样本矩阵；

步骤S2：基于所述第一样本矩阵，构建第一克里金替代模型；

步骤S3：利用马尔科夫链蒙特卡洛法对所述第一样本矩阵进行更新并得到第二样本矩阵；

步骤S4：基于所述第二样本矩阵，构建第二克里金替代模型；

步骤S5：通过所述第二克里金替代模型计算所述第二样本矩阵中处于失效域的样本点比例；

步骤S6：重复所述步骤3、所述步骤4以及所述步骤5，直到第m样本矩阵中处于失效域的样本点比例大于预设值时，根据m个样本矩阵以及m个克里金替代模型结合桥函数方法计算所述机械结构的失效概率，其中，m为大于1的整数。

在本发明的一种示例性实施例中，所述步骤2：基于所述第一样本矩阵，构建第一克里金替代模型包括：

在所述第一样本矩阵中随机抽取部分样本点组成训练样本域，并根据所述训练样本域构建第一克里金替代模型。

在本发明的一种示例性实施例中，所述步骤S2：基于所述第一样本矩阵，构建第一克里金替代模型还包括：在所述根据所述训练样本域构建第一克里金替代模型之后，

基于所述第一样本矩阵，判断所述第一克里金替代模型是否达到预设精度；

若所述第一克里金替代模型没有达到所述预设精度，更新所述第一克里金替代模型，直到所述第一克里金替代模型达到所述预设精度。

在本发明的一种示例性实施例中，所述基于所述第一样本矩阵，判断所述第一克里金替代模型是否达到预设精度包括：