基于区间因子法的可靠度与参数敏感度分析

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1、机械i季度2009，31(2)：236-239基于区间因子法的可靠度与参数敏感度分析ANAIYSISoFRELIABⅡJTYANDPARcETRICSENSITI、，]【TYBASEDoNTERVAIFACTORM哐THoD杨字军粕¨卫陈建军马娟李维健(1．西安电子科技大学机电工程学院，西安710071)(2．航天时代电子公司第七七一研究所，西安710075)YANGYuJun’CHENJianJiJrlMAJuan。LIWeiJian(1．SchoolofMechanicalandElectronicalEn

2、gineering，XidianUnivenity，Xian71007l，China)(2．771Institute，ChinaAerospaceTimesElectronicsCorporatio，Xian710075，China)摘要在基于区间参数可靠性的设计过程中，往往需要根据各设计参数的重要度次序，综合考虑加工成本因素而对关键参数的取值区间进行合理调整。文中通过理论推导，并结合算例说明，功能函数的区间因子半径与结构可靠度互为倒数；重要度越大的区问参数，其需要调整的范围可以越小。文中方法与有限元相结合可明

3、显降低计算量，这对于那些无法给出显式函数的复杂工程问题的求解具有借鉴价值。关键词区间因子法结构可靠度敏感度有限元分析中图分类号TB114．3TB123AbstractTheime~alfactormethodisusedtodescribertheuncertaintypmNem．Firstly，theexpressionofthestructuralreliabili—tyisdeducedbyUSeoftheintervalfactor，aswellastheexpressionofthesensitivi

4、tyandthesignificanceoftheintervaldesignvariables．Followinginvestigationshowsthatmoresensitivetheime~Mvariable，lessadjustmentofthemisneededtosatisfythetargetfunctionofthedesignproblem．Inordertocutdowntheconsumptionofthecalc~ation，themethoddeducediscombinedwit

5、hthefiniteelementanalysistoolssuchasANSYS．Finally，anexampleisgiventotestifytherationalityofthemethod．KeywordsIntervalfactormethod；Structuralreliability；Sensitivity；FiniteelementanalysisCorrespondingauthor：YANGYuJun，E-mail：yⅡng—yu一@263．net，Tel：+86—29-88267145

6、，Fax：+86—29—88230484TheprojectsupportedbytheNational863PlansProjects，China(No．2006AA04Z402)andtheNaturalScienceFoundationofShaanxiProvince，China(No．2005A009)．Manuscriptreceived20070927，inrevisedform20071218．此类区间变量问题进行研究，Ben—haiml5和Elshako~]1引言在有限元分析中采用非概率的凸集

7、模型，通过对区间工程实践中各种不确定因素是客观存在的。譬变量的集合运算，获得结构响应的范围。类似的思想如，机械零部件尺寸的实际值在其公差带区间内变动、也被一些学者用来结合有限元法进行不确定结构的区金属材料的弹性模量和密度在某个均值附近变化等问分析，从而形成区间有限元法。等。这种参数的不确定性通常可以用区间变量、模糊在进行机械零件的设计过程中，尤其是设计优化变量和随机变量三种形式进行描述，其对应的分析方阶段，往往需要确定对目标值影响最大的几个变量，合法分别为区间分析法、模糊理论和概率方法。理地调整和控制这些重要参

8、数的取值范围，将会大大基于概率的方法对统计参数的概率分布较为敏降低加工难度和制造成本。本文采用区间因子『2J7法感，需要大量的样本点作为统计参数(均值、方差)的基对区间变量的灵敏度问题进行分析，给出求解区间础；而采用模糊方法，也需要提供相当数量的样本点来变量敏感度的方法。并结合算例进行参数敏感度设计确定隶属度函数。在众多工程应用中，少量的样本点虽然不足以获得变量的概率分布或隶属度函数，