基于虚拟仿真技术的结构可靠性分析方法研究

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1、分类号：TB114.3单位代码：10190研究生学号：201302010密级：无硕士学位论文基于虚拟仿真技术的结构可靠性分析方法研究TheStructureReliabilityAnalysisMethodbasedonTheVirtualSimulationTechnology研究生姓名：刘海芳工程领域名称：机械工程校内指导教师及职称：陈鹏霏讲师校外指导教师及职称：毕海峰高级工程师2016年4月长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《基于虚拟仿真技术的结构可靠性分析方法研究》是本人在指导教师的指导下，独立进

2、行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手

3、段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日校内指导教师签名：年月日硕士学位论文摘要随着现代科技水平的不断进步，对于机械结构系统的要求越来越高。面对越来越复杂的机械结构系统，其可靠性的判断变成了重要的任务之一。虽然我国对机械可靠性日趋重视，但我国机械产品的可靠性设计水平与国际先进水平相比还有相当大的差距，这已成为制约我国机械工业迅速发展的瓶颈。对简单机械结构使用的显式结构系统可靠性分析方法已经不能满足现代系统精度水平的要求，目前基于CAE技术进行可靠性分析仍存在一些问题急需解决，如抽样次数多，求解繁琐，计算结果不精确等。本文主要研究工作包括以下几

4、点：1.针对现代大型复杂的机械结构系统，本文通过进行虚拟可靠性试验，找到节约时间，降低成本，并且能够提高计算精度和效率的有效方法。对于复杂结构系统，基于CAE技术，力图寻找一种低成本，并且高效、精确的可靠性计算方法——即计算机虚拟可靠性试验方法。2.由于复杂结构系统一般不能用确切的显式方程式来表达，所以本文通过基于隐式迭代算法的CAE技术获得系统结构的离散输出响应，然后经过对离散的数据点进行KS分布检验或者用响应面法拟合由影响因素控制的状态方程，最终拟合建立精度较高的极限状态方程，进行可靠度计算并进行可靠性灵敏度分析。3.对于非线性结构系

5、统，根据Taylor公式将样本点附近的状态方程线性展开，确定抽样步长，基于对分区间抽样法的结构可靠性灵敏度分析方法，在抽取样本点时根据介值定理反复对分抽样步长，从而找到新的抽样点，进行若干次迭代找出满足系统精度要求的设计验算点，采用验算点法来获取弱非线性系统结构的可靠性灵敏度，并根据抽样路径计算其对应的灵敏度，从而使计算简单，提高了计算精度和效率。关键词：可靠性虚拟试验响应面法Taylor展开可靠性灵敏度分析I硕士学位论文AbstractWithmodernadvancesinscientificandtechnologicalleve

6、l,themechanicalstructureofthesystemhavebecomeincreasinglydemanding.Facedwithincreasinglycomplexmechanicalstructureofthesystemthatdeterminesthereliabilitybecomesanimportanttask.AlthoughChina'sincreasingemphasisonmechanicalreliability,butthereisaconsiderablegapcomparedtothel

7、evelofreliabilityofthedesignofmachineryandtheinternationaladvancedlevelproducts,whichhasrestrictedtherapiddevelopmentofChina'smachineryindustrybottlenecks.Explicitstructureofthesystemissimpletousemechanicalstructurereliabilityanalysismethodcouldnotmeettherequirementsofamod

8、ernsystemaccuracylevel,currentlybasedonCAEtechnologyforreliabilityanalysisarestillsomepro