一种产品结构安全性可靠度确定方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种产品结构安全性可靠度确定方法、装置及存储介质，所述方法包括由产品结构的历史信息和专家经验确定不确定参数的取值范围，从而确定矩形取值区间；通过卡西尼卵形线的定义与分析，确定初步的包络矩形取值区间的参数取值范围边界模型，再经过分类讨论，拓展广义卡西尼卵形线模型以引入数据点信息，最终与不同情形的极限状态函数进行分类讨论，确定可靠度计算式。本发明专利技术提供的产品结构安全性可靠度确定方法，无模型对称假设，适用于对称和非对称的数据点情形，边缘模型引入了测量值，通过引入的测量值进行扩展，实时更新，充分包络了参数信息，避免了较强的模型约束。避免了较强的模型约束。避免了较强的模型约束。

【技术实现步骤摘要】
一种产品结构安全性可靠度确定方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及一种产品结构安全性可靠度确定方法、装置及存储介质，属于产品结构安全性不确定性分析


技术介绍

[0002]对于DA1170C驱动桥、XE550KD散热器等工程机械产品的零部件与整机的可靠性评估，工程中复杂的环境通常无法用通用的概率模型进行描述，从而使得概率方法不适用于此类情形的不确定性评估，因此非概率的方法被许多专家提出。通常使用的非概率模型为对称的区间、椭圆、平行四边形等非概率模型，而此类模型约束性较强，由于对称的假设，常常使得模型由于个别数据的偏离，出现包络范围过大的情形，难以适用于复杂的工程数据。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种产品结构安全性可靠度确定方法、装置及存储介质，适用于对称与非对称的数据点情形，能够充分包络参数信息，避免较强的模型约束。
[0004]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种产品结构安全性可靠度确定方法，所述方法包括：
[0006]选取与产品结构安全性相关的两个独立有界不确定参数，根据产品结构的历史信息及专家经验确定所选取的两个独立有界不确定参数的取值范围；
[0007]以所选取的两个独立有界不确定参数建立坐标系，根据两个独立有界不确定参数的取值范围构建矩形取值区间；
[0008]以可包络进所述矩形取值区间的最大卡西尼卵形线为基础建立含有未知常数的边界模型；
[0009]根据卡西尼卵形线的定义，确定所述边界模型中未知常数的特征以及矩形取值区间的四个端点；
[0010]根据所述未知常数的特征，针对矩形取值区间四个端点位于卡西尼卵形线上的极限情况，分类确定不同极限情况下所述未知常数的值，并将所述未知常数的值代入所述边界模型，以确定不同极限情况下基本卡西尼卵形线方程；
[0011]根据两个独立有界不确定参数的测量值对所述基本卡西尼卵形线方程进行扩展，获取扩展后的边界模型；
[0012]根据扩展后的边界模型及极限状态函数，确定产品结构安全性的可靠度值。
[0013]结合第一方面，进一步的，所述两个独立有界不确定参数的取值范围为所述矩形取值区间的区间均值为区间半径为r
i
，则
[0014][0015]其中，i＝1,2；X
i
表示第i个不确定参数的取值范围；表示第i个不确定参数的取值下限；第i个不确定参数的取值上限。
[0016]结合第一方面，进一步的，所述含有未知常数的边界模型的表达式如下：
[0017][0018]其中，a、r
c
为未知常数，均为正实数；x1表示第1个不确定参数的值；x2表示第2个不确定参数的值；表示第1个不确定参数的区间均值；表示第2个不确定参数的区间均值；最大卡西尼卵形线的焦点为：
[0019]结合第一方面，进一步的，所述未知常数满足此时，所确定的矩形取值区间的四个端点分别为四个端点同时位于卡西尼卵形线上时，有
[0020]结合第一方面，进一步的，分类确定不同极限情况下所述未知常数的值及基本卡西尼卵形线方程，包括：
[0021](a)当端点在卡西尼卵形线上时，
[0022][0023][0024]其中，d表示两端点之间的欧氏距离；
[0025]相应的，所述基本卡西尼卵形线方程为：
[0026][0027](b)当端点在卡西尼卵形线上时，
[0028][0029][0030]相应的，所述基本卡西尼卵形线方程为：
[0031][0032]结合第一方面，进一步的，所述根据两个独立有界不确定参数的测量值对所述基本卡西尼卵形线方程进行扩展，获取扩展后的边界模型，包括：
[0033]以测量值到的距离与比值作为其可信程度的度量λ
j,k
，
[0034][0035]相应的，扩展后的边界模型f2(x1,x2)的表达式如下：
[0036][0037]其中，j＝1,2,
…
,n1，n1为第1个不确定参数的测量值的个数；k＝1,2,
…
,n2，n2为第2个不确定参数的测量值的个数；
[0038]结合第一方面，进一步的，所述根据扩展后的边界模型及极限状态函数，确定产品结构安全性的可靠度值，包括：
[0039]a)此时参数取值区域内g(x1,x2)＞0，即可靠度R＝0；
[0040]b)此时参数取值区域内g(x1,x2)＜0，即可靠度R＝1；
[0041]c)|f2(x
1,m
,x
2,m
)|＝0，若极限状态函数方程曲线与参数取值边界相切，则取可数点的可能性为0，即R＝0；若极限状态函数方程曲线与参数取值边界相交，则参数取值区域与失效区域有重合部分，采用蒙特卡洛抽样法或几何算法进行可靠度计算；
[0042]其中，采用蒙特卡洛抽样法进行可靠度计算的方法包括：
[0043]i)在[x
1,min
‑
r
c2
,x
1,max
+r
c2
]中均匀抽取样本x
1,p
，p＝1,2,
…
,N1；
[0044]ii)再从[x
2,min
‑
r
c2
,x
2,max
+r
c2
]中均匀抽取样本x
2,q
，q＝1,2,
…
,N2；
[0045]iii)选取其中使得f2(x
1,p
,x
2,q
)≤0的点记为N
f
个，同时使得f2(x
1,p
,x
2,q
)≤0，g(x
1,p
,x
2,q
)≤0的点记为N
f,g
个；
[0046]iv)可靠度R＝N
f,g
/N
f
；
[0047]其中，N1为x
1,p
的取样个数；N2为x
2,q
的取样个数；x
1,min
为第1个不确定参数的最小取值；x
1,max
第1个不确定参数的最大取值；x
2,min
为第2个不确定参数的最小取值；x
2,max
第2个不确定参数的最大取值；M＝g(x1,x2)表示极限状态函数，(x
1,m
,x
2,m
)为极限状态函数上的一个坐标点，满足g(x
1,m
,x
2,m
)＝0，且(x
1,m
,x
2,m
)＝argmin[f2(x1,x2)]，
[0048]采用几何算法进行可靠度计算的方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，所述方法包括：选取与产品结构安全性相关的两个独立有界不确定参数，根据产品结构的历史信息及专家经验确定所选取的两个独立有界不确定参数的取值范围；以所选取的两个独立有界不确定参数建立坐标系，根据两个独立有界不确定参数的取值范围构建矩形取值区间；以可包络进所述矩形取值区间的最大卡西尼卵形线为基础建立含有未知常数的边界模型；根据卡西尼卵形线的定义，确定所述边界模型中未知常数的特征以及矩形取值区间的四个端点；根据所述未知常数的特征，针对矩形取值区间四个端点位于卡西尼卵形线上的极限情况，分类确定不同极限情况下所述未知常数的值，并将所述未知常数的值代入所述边界模型，以确定不同极限情况下基本卡西尼卵形线方程；根据两个独立有界不确定参数的测量值对所述基本卡西尼卵形线方程进行扩展，获取扩展后的边界模型；根据扩展后的边界模型及极限状态函数，确定产品结构安全性的可靠度值。2.根据权利要求1所述的产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，所述两个独立有界不确定参数的取值范围为所述矩形取值区间的区间均值为区间半径为r
i
，则其中，i＝1,2；X
i
表示第i个不确定参数的取值范围；表示第i个不确定参数的取值下限；第i个不确定参数的取值上限。3.根据权利要求2所述的产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，所述含有未知常数的边界模型的表达式如下：其中，a、r
c
为未知常数，均为正实数；x1表示第1个不确定参数的值；x2表示第2个不确定参数的值；表示第1个不确定参数的区间均值；表示第2个不确定参数的区间均值；最大卡西尼卵形线的焦点为：4.根据权利要求3所述的产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，所述未知常数满足所确定的矩形取值区间的四个端点分别为所确定的矩形取值区间的四个端点分别为当四个端点同时位于卡西尼卵形线上时，则5.根据权利要求4所述的产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，分类确定不同
极限情况下所述未知常数的值及基本卡西尼卵形线方程，包括：(a)当端点在卡西尼卵形线上时，在卡西尼卵形线上时，其中，d表示两端点之间的欧氏距离；相应的，所述基本卡西尼卵形线方程为：(b)当端点在卡西尼卵形线上时，在卡西尼卵形线上时，相应的，所述基本卡西尼卵形线方程为：6.根据权利要求5所述的产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，所述根据两个独立有界不确定参数的测量值对所述基本卡西尼卵形线方程进行扩展，获取扩展后的边界模型，包括：以测量值到的距离与比值作为其可信程度的度量λ
j,k
，相应的，扩展后的边界模型f2(x1,x2)的表达式如下：其中，j＝1,2,
…
,n1，n1为第1个不确定参数的测量值的个数；k＝1,2,
…
,n2，n2为第2个不确定参数的测量值的个数；7.根据权利要求6所述的产品结构安全性可靠度确定方法，其特征在于，所述根据扩展后的边界模型及极限状态函数，确定产品结构安全性的可靠度值，包括：
a)此时参数取值区域内g(x1,x2)＞0，即可靠度R＝0；b)此时参数取值区域内g(x1,x2)＜0，即可靠度R＝1；c)|f2(x
1,m
,x
2,m
)|＝0，若极限状态函数方程曲线与参数取值边界相切，则取可数点的可能性为0，即R＝0；若极限状态函数方程曲线与参数取值边界相交，则参数取值区域与失效区域有重合部分，采用蒙特卡洛抽样法或几何算法进行可靠度计算；其中，采用蒙特卡洛抽样法进行可靠度计算的方法包括：i)在[x
1,min
‑
r
c2
,x

【专利技术属性】
技术研发人员：殷泽凯，郭宇，薛璐，
申请(专利权)人：江苏徐工国重实验室科技有限公司，
类型：发明
国别省市：