[发明专利]一种高速压力机底座动态特性的可靠性设计方法

权利要求书

1.一种考虑概率和区间不确定性的高速压力机底座动态特性的可靠性设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)选择在区间变量影响下可靠度的最小值作为可靠性指标，建立高速压力机底座动态特性的概率-区间混合可靠性设计模型：

以概率变量描述设计变量，以区间变量描述不确定因素，确定概率变量的分布类型和区间变量的取值范围，选择在区间变量影响下可靠度的最小值作为可靠性指标，使得功能函数满足一定的可靠性要求，建立高速压力机底座动态特性的概率-区间混合可靠性设计模型：

find X

s.t.R_min[g(X,U)>0]≥η

X＝(X₁,X₂,…,X_n),U＝(U₁,U₂,…,U_m).

式中，X为n维设计向量，U为m维不确定向量，g(X,U)为高速压力机底座动态特性对应的功能函数，R_min为在区间变量影响下的可靠度的最小值，η为功能函数需要满足的可靠性要求；

2)采用拉丁超立方采样完成初始采样，通过协同仿真技术获得高速压力机底座动态特性的响应值；

3)构建高速压力机底座动态特性对应的功能函数的多项式响应面模型；

4)结合遗传算法和验算点法(改进的一次二阶矩法)对高速压力机底座动态特性的概率-区间混合可靠性设计模型进行双层嵌套优化：内层进行区间分析，采用遗传算法计算功能函数的最小值和对应的区间向量值；外层进行基于概率的可靠性分析，采用验算点法计算概率向量值和在区间变量影响下可靠度的最小值；当在区间变量影响下可靠度的最小值达到可靠性要求且功能函数达到精度要求时，输出高速压力机底座动态特性的概率-区间混合可靠性设计模型的最优解。

2.根据权利要求1所述的一种考虑概率和区间不确定性的高速压力机底座动态特性的可靠性设计方法，其特征在于，所述步骤2具体为：采用拉丁超立方采样获得取值范围为[0,1]的具有空间均布性的样本点，并将其反归一化到输入向量空间中去，完成对设计向量和不确定向量的初始采样；使用三维建模软件构建高速压力机底座的参数化模型，通过接口技术实现三维建模软件和有限元分析软件间参数的双向动态传递，并调用高速压力机底座的参数化模型进行有限元分析计算，得到样本点所对应的高速压力机底座动态特性的响应值。

3.根据权利要求1所述的一种考虑概率和区间不确定性的高速压力机底座动态特性的可靠性设计方法，其特征在于，所述步骤3具体为：根据包含输入输出信息的样本点数据，构建高速压力机底座动态特性对应的功能函数的多项式响应面模型, 用最小二乘法计算出多项式中的所有系数，得到多项式响应面模型的数学表达式，然后利用样本点检测多项式响应面模型的拟合精度, 若满足精度要求，则采用该多项式响应面模型；若不满足，调整各多项式子项构成并重新拟合直到满足精度要求，进而得到功能函数的多项式响应面模型的数学表达式。