[发明专利]基于灵敏度测试的可靠性分析方法及系统

说明书

技术领域

本公开涉及结构优化设计技术领域，尤其涉及一种基于灵敏度测试的可靠性分析方法以及基于灵敏度测试的可靠性分析系统。

背景技术

由于受到发动机的振动和机翼颤振引起的机身振动，航空液压管路通常在随机振动环境下工作，这是导致航空液压管路突然破裂的主要原因之一。为减小航空液压管路破裂的概率并提高其安全性，一般需要在其系统上设置一系列支撑约束部件来减小管路系统的振动。因此，其支撑位置的优劣将直接影响液压管路系统的安全性。

一般航空液压管路系统由于其跨度较长，需要较多的支撑来保证其有足够的稳定性。所以，航空液压管路的优化是一个涉及多变量的高维优化问题。然而，一般情况下，对于涉及较多变量的大规模优化问题，其优化效率较慢。再者，一般工程问题的都需要调用数值分析软件来求解，例如有限元ANSYS。对于航空液压管路系统这类复杂的结构，一次有限元分析是一个耗时的过程，而其优化过程需要大量重复地调用有限元软件来计算，所以其优化是一个非常耗时的过程。另外，相关技术中解决液压管路的优化问题时，局部灵敏度测试与全局灵敏度测试的设计变量的变化不能影响该管路系统的形状且分布函数未知，因此难以应用于该航空液压管路系统。

为解决以上传统优化方法无法克服的高维优化问题，提出一种基于灵敏度测试的航空液压管路的可靠性分析方法。

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基于灵敏度测试的可靠性分析方法及系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种基于灵敏度测试的可靠性分析方法，包括：

根据预设模型中一机构部件的位置确定多个输入变量，并对所述输入变量进行灵敏度测试；

确定各所述输入变量对所述预设模型的输出响应的灵敏度指标，并根据所述灵敏度指标确定目标输入变量；

基于所述目标输入变量对所述预设模型中的所述机构部件的位置进行可靠性分析。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：

建立优化模型并根据优化后的所述机构部件的位置以及所述优化模型对所述输出响应进行迭代优化，以确定目标输出响应；

在本公开的一种示例性实施例中，所述优化模型的表达式为：

S_max(X^*)＝Min S_max(X)

Subject to D_max-D^*＜0

R^*-R＜0

(j＝2～7,10～16,18,19,22～25)；

其中，S_max为输出响应，X^*为输入变量最优值，X为输入变量，X_j为第j个变量，D为位移响应，D^*为位移响应阈值，R为可靠度，R^*为可靠度阈值，和分别表示第j个变量在给定值处的可减小量和可增加量。

在本公开的一种示例性实施例中，确定各所述输入变量对所述预设模型的输出响应的灵敏度指标包括：

分别从中值和偏差的角度确定所述输入变量对所述预设模型的所述输出响应的影响程度。

在本公开的一种示例性实施例中，确定所述输入变量对所述预设模型的所述输出响应的影响程度包括：

根据各所述输入变量与各所述输入变量在第一预设值处的增减量，将各所述输入变量表示为区间输入变量；

根据所述区间输入变量确定对应的区间目标函数，并根据所述输出响应的中值和偏差获取与所述中值以及所述偏差对应的灵敏度指标。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述灵敏度指标确定目标输入变量包括：

将所述灵敏度指标大于第二预设值的所述输入变量确定为所述目标输入变量，并剔除所述灵敏度指标小于所述第二预设值的所述输入变量。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设模型包括航空液压管路的模型，所述机构部件包括所述航空液压管路中的支撑约束部件。

在本公开的一种示例性实施例中，所述输入变量包括各所述支撑约束部件位置坐标中的一个或多个。