基于多重响应面法的结构可靠性优化设计

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1、工学硕士学位论文基于多重响应面法的结构可靠性优化设计刘靖雅哈尔滨理工大学2015年3月国内图书分类号：TB114.3工学硕士学位论文基于多重响应面法的结构可靠性优化设计硕士研究生：刘靖雅导师：张春宜申请学位级别：工学硕士学科、专业：机械设计及理论所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TB114.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringOptimizationDesignofStructuralReliabilityBasedonMultipleResponseSurface

2、MethodCandidate：LiuJingyaSupervisor：ZhangChunyiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalDesignandTheoryDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《基于多重响应面法的结构可靠性优化设计》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立

3、进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中陈己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的硏究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将由本人承担。作者签名；带日期：年＾月日明哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于多重响应面法的结构可靠性优化设计》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕：ｔ学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有。，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文巧电子版本，允许论文被查阅和借阅

4、。本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论义属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密囚（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名：＾曰期：年３月円１Ｙ导师签名：日期：抑ｒ年；月円ク哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于多重响应面法的结构可靠性优化设计摘要随着社会的发展，对可靠性等指标要求越来越高，研究者不断提出结构系统的可靠性分析方法，然而对于对失效模式复杂机械结构系统，如何实现整体结构的一体化可靠性设计，目前国内外的研究还处于空白。因此针对具有失效相关性的复杂结构系统可靠性分析方法的研究是十分必要的。

5、本文结合极值响应面法和蒙特卡罗法，对每种失效模式分别构造一个响应面模型，每一个响应面模型都具有高精度，用来模拟随机变量和输出响应的关系，再对这些响应面模型采取联动抽样的方式进行可靠性分析。得出了基于多重响应面法的结构可靠性分析方法，并提出了针对多失效的基于多重响应面法的分解协调优化方法。对于每个构件存在多种失效模式的机械结构系统，本文在用基于失效概率模型的多重响应面法处理失效相关性，进行结构可靠性研究的基础上，用分解协调优化策略实现整体可靠性优化的方法。利用子规划和主规划的方式合理安排优化模型，将多级优化模型和多重响应面模型有机的嵌套，实现多级优化和多重响应面的融合。利用上述方法，以ANSY

6、S和MATLAB软件为平台对燃气涡轮发动机的涡轮盘-叶片组合结构系统进行可靠性分析，并以曲柄摇杆机构为例完成可靠性优化设计方案，对其进行计算和分析，验证了多重响应面法和分解协调优化方法的可行性。与传统的可靠性分析及优化方法相比，本文考虑了构件的失效相关性，为实现结构整体可靠性分析提供了有效途径，在优化方面建立多级模型并与多重响应面方法相结合，避免了整体优化的庞大规模，既能让算法同时进行，也加快了计算的速度。关键词多重响应面；分解协调优化；可靠性；叶片轮盘；曲柄摇杆机构-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文OptimizationDesignofStructuralReliabilityBase

7、donMultipleResponseSurfaceAbstractWiththedevelopmentofsociety,theindexofreliabilityisdemandedhigherandhigher,researcherscontinuetoproposereliabilityanalysismethodsofstructuralsystem.Forcomplexmechanicalstru