【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种小样本可靠性试验设计方法，尤其适用于概率结构设计结构件。
技术介绍
1、为满足减重与可靠性双重要求，结构设计从传统极限设计走向概率设计。可靠性是概率结构设计中重要的一环，当前对于结构件的可靠性评估，往往是通过仿真计算，依靠试验验证的可靠性评估方法存在子样数量多、成本高、周期长等难题。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法。
2、本专利技术采用的技术方案是：一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，包括：
3、s1、根据试验测试寻找到失效等值面，根据失效等值面计算得出最可能失效点mpp点的方向；
4、s2、通过获取的坐标原点到最可能失效点mpp点的方向，按设定的加载步长加载载荷直至结构件满足位移/应变许用值，得到结构件真实mpp点，根据改进一次二阶矩方法原理反算结构件真实可靠性。
5、进一步的，所述s1中，通过n次加载路径试验得到标准正态空间的失效等值面；加载力根据结构件具体受力情况确定。
6、进一步的，所述s1中，通过n次加载路径试验，得到记录数据后，分别采用插值函数建立在标准正态空间下对应于位移功能函数与应变功能函数的失效等值面，并分别给出各自mpp点方向与试验样本点其中，试验样本点为经过仿真评估在mpp点方向上靠近实际失效面的样本点。
7、进一步的，所述s2中，按照加载步长δ，分别沿位移mpp方向和应变mp
8、分别在对应位移可靠性试验样本点与应变可靠性试验样本点基础上，沿各自mpp点方向等比例增加标准正态分布变量q1,q2,...,qn，直至结构最大位移与应变分别达到许用值，分别记录结构最大位移达到许用值时的可靠性试验样本点与结构最大应变达到许用值时的可靠性试验样本点
9、在加载过程中，若试验件发生破坏，记录此时结构发生破坏时的可靠性试验样本点
10、根据公式(1)分别得出位移可靠性指标βu与应变可靠性指标βε，得出第i个测试件位移可靠性与应变可靠性选取位移可靠性与应变可靠性之间较小值作为该试验件可靠性，即
11、若加载过程中结构发生破坏，则根据公式(1)计算结构可靠度指标β*与结构可靠性该试验件可靠性
12、
13、进一步的，对于s1和s2中获取的试验数据，先进行数据处理消除工装误差、传感器误差、传感器精度误差，再进行下一步计算。
14、进一步的，s1中通过获取结构件的关键测量位置在载荷谱加载过程中的位移值/应变值，计算得到坐标原点到最可能失效点mpp点的方向；s2中，试验加载同样需要获取结构件的关键测量位置在载荷谱加载过程中的位移值/应变值，且s1和s2中关键测量点的位置保持一致，位移和应变的测点数分别不少于5个。
15、进一步的，选择位移或应变的失效函数，作为结构件的失效面。
16、进一步的，s1和s2中，载荷加载均是采用逐级加载的方式，且两步均是采用不同的步长进行等步长加载。
17、进一步的，基于s1中数据预示试验件的最危险工况mpp点时，分别采用一次函数和二次函数进行拟合，选取残差平方和最小的结果为最终预测结果。
18、进一步的，对于传感器误差的修正，采用对预试验位移/应变数据进行线性拟合的处理方式。
19、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
20、(1)本专利技术针对当前对结构件可靠性评估一般都是仿真评估，可靠性试验验证存在要求子样数量多、成本高、周期长等难题，提出了一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法。
21、(2)本专利技术提出小样本可靠性试验验证两步法，首先根据试验测试寻找到失效等值面(结构功能函数等值面)，进而根据失效等值面结合改进一次二阶矩方法计算得出最可能失效点mpp点的方向，并最终得出结构可靠性。具体而言，通过第一步试验获取坐标原点到最可能失效点mpp点(most probable point)的方向和第二步试验加载载荷谱，并预测结构件真实mpp点，然后根据第一步试验得到的载荷谱开展第二步试验，加载载荷直至结构件满足位移/应变许用值，从而得到结构件真实mpp点，进而基于改进一次二阶矩方法原理反算结构件真实可靠性。
22、(3)本专利技术提出基于改进一次二阶矩的两步试验验证法，首次通过试验数据实现基于改进一次二阶矩方法的结构件可靠性试验验证(此前基于改进一次二阶矩方法的结构件可靠性验证均是仿真验证)，为单纯依靠仿真进行结构件可靠性估算提供了修正依据。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：所述S1中，通过N次加载路径试验得到标准正态空间的失效等值面；加载力根据结构件具体受力情况确定。
3.根据权利要求2所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：所述S1中，通过N次加载路径试验，得到记录数据后，分别采用插值函数建立在标准正态空间下对应于位移功能函数与应变功能函数的失效等值面，并分别给出各自MPP点方向与试验样本点其中，试验样本点为经过仿真评估在MPP点方向上靠近实际失效面的样本点，n为正整数。
4.根据权利要求3所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：所述S2中，按照加载步长Δ，分别沿位移MPP方向和应变MPP方向加载至位移和应变的许用值，包括：
5.根据权利要求4所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：对于S1和S2中获取的试验数据，先进行数据处理消除工装误差、传感器误差、传感器精度误差，再进行下一
6.根据权利要求5所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：S1中通过获取结构件的关键测量位置在载荷谱加载过程中的位移值/应变值，计算得到坐标原点到最可能失效点MPP点的方向；S2中，试验加载同样需要获取结构件的关键测量位置在载荷谱加载过程中的位移值/应变值，且S1和S2中关键测量点的位置保持一致，位移和应变的测点数分别不少于5个。
7.根据权利要求6所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：选择位移或应变的失效函数，作为结构件的失效面。
8.根据权利要求7所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：S1和S2中，载荷加载均是采用逐级加载的方式，且两步均是采用不同的步长进行等步长加载。
9.根据权利要求8所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：基于S1中数据预示试验件的最危险工况MPP点时，分别采用一次函数和二次函数进行拟合，选取残差平方和最小的结果为最终预测结果。
10.根据权利要求9所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：对于传感器误差的修正，采用对预试验位移/应变数据进行线性拟合的处理方式。
...【技术特征摘要】
1.一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：所述s1中，通过n次加载路径试验得到标准正态空间的失效等值面；加载力根据结构件具体受力情况确定。
3.根据权利要求2所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：所述s1中，通过n次加载路径试验，得到记录数据后，分别采用插值函数建立在标准正态空间下对应于位移功能函数与应变功能函数的失效等值面，并分别给出各自mpp点方向与试验样本点其中，试验样本点为经过仿真评估在mpp点方向上靠近实际失效面的样本点，n为正整数。
4.根据权利要求3所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：所述s2中，按照加载步长δ，分别沿位移mpp方向和应变mpp方向加载至位移和应变的许用值，包括：
5.根据权利要求4所述的一种面向概率结构件的小样本可靠性试验验证方法，其特征在于：对于s1和s2中获取的试验数据，先进行数据处理消除工装误差、传感器误差、传感器精度误差，再进行下一步计算。
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海鹏，雷建长，雍颖琼，马梦颖，贾晓璇，钟杰华，许元男，张升升，顾祥玉，史锐，宗凯，李广良，王鑫蔚，喻海川，高伟凯，董晓琳，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。