[发明专利]用于机械可靠性分析与设计的基于代理模型的双层实验设计方法

权利要求书

1.一种用于机械可靠性分析与设计的基于代理模型的双层实验设计方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：确定机械结构的设计变量x＝(x₁,x₂,…,x_n)、功能特征量H和失效判据，建立极限状态函数g(x)；

步骤二：根据设计变量的分布类型和设计要求，确定各设计变量的上限L_i和下限U_i，i＝1,2,...,n；

步骤三：应用拉丁超立方方法生成m个样本，并对m个样本调用极限状态函数g(x)求出相应的函数值，组成样本点(x_j,g(x)_j)，j＝1,2,...,m；

步骤四：选择代理模型，利用步骤三中获得的样本点构造出代理模型g₁(x)；

步骤五：通过均匀抽样方法生成T个样本，并对T个样本调用代理模型g₁(x)求出相应的函数值，组成样本点(x_I,g₁(x)_I)，I＝1,2,...,T；

步骤六：根据样本点(x_I,g₁(x)_I)，在T个样本中选择函数值最接近极限状态的前k个样本作为第二层抽样的样本；

步骤七：再使用第二层抽样的样本，调用功能函数g(x)求出相应的函数值，组成样本点(x_J,g(x)_J)，J＝1,2,...,k；

步骤八：组合步骤三中的m个样本点和步骤七中的k个样本点，得到N＝m+k个样本点(x_p,g(x)_p)，p＝1,2,...,N；

步骤九：再根据步骤八中的样本点构造出代理模型g₂(x)，利用代理模型g₂(x)进行后续的可靠性分析与设计。

2.根据权利要求1所述的用于机械可靠性分析与设计的基于代理模型的双层实验设计方法，其特征在于，步骤四中所述选择代理模型选用的是Kriging模型、支持向量机或神经网络。

3.根据权利要求1所述的用于机械可靠性分析与设计的基于代理模型的双层实验设计方法，其特征在于，步骤九中构造出代理模型g₂(x)选用的是Kriging模型、支持向量机或神经网络。

4.根据权利要求1所述的用于机械可靠性分析与设计的基于代理模型的双层实验设计方法，其特征在于，步骤二中各设计变量的上限L_i和下限U_i根据3σ原则确定。