计算微致动器结构可靠度的新方法

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1、第26卷第7期计算机仿真2009年7月文章编号：1006—9348(2009)07—0175一O3计算微致动器结构可靠度的新方法尹婷婷。，高行山，张娟，赵玉龙(1．西北工业大学工程力学系，陕西西安710072；2．大连大学辽宁省智能信息处理重点实验室，辽宁大连116622)摘要：为了解决微致动器结构功能函数不能明确表示的可靠度分析问题，以BP神经网络、响应面法为基础，提出了求解可靠度的几何分析新方法：对神经网络响应面法加以改进并利用其拟合极限状态函数，得到显示的结构功能函数表达式；利用均值波动法对微致动器局部应力最大处进行

2、可靠度分析，求得结构可靠度因子8为3．353。与Jc法比较，方法简便可行，为结构可靠度计算问题提供了新的有效的思路和方法。关键词：几何原理；神经网络；微致动器；均值波动法；可靠度中图分类号：TB122；TB114文献标识码：AANewStructuralReliabilityCalculationMethodf0rFlexuralMicro—actuatorYINTing—ting，GAOHang—shan一，ZHANGJuan，ZHAOYu—long(1．DepartmentofEngineeringMechanics，

3、NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China；2．LiaoningKeyLabofIntelligentInformationProcessing，DalianUniversity，DalianLiaoning116622，China)ABSTRACT：Inordertosolvetheproblemthatperformancefunctionisnotexpressedexplicitly，anewgeometricala-nalysismeth

4、odoftheflexuralmicro—-actuatorstructuralreliabilityispresentedbasedonBPneuralnetworkandre--sponsesurfacemethod．TheBPneuralnetworkisemployedtoimprovetheresponsesurfacemethodandgetthelimitstatefunction．Thereliabilityindexisevaluatedbythemeanfluctuationalgorithmonthe

5、maximumlocalstressplaceandtheresultis3．353．ComparedwithJCmethod，theproposedalgorithmisfeasibleandeffective，andprovidesaneweffectiveideaandapproachtothecalculationofstructuralreliabilityindex．KEYWORDS：Geometricalprinciple；Neuralnetwork(NN)；Flexuralelectro—thermalac

6、tuator；Meanfluctuationalgorithm；Reliability1引言方面得到广泛应用的响应面法加以改进，并提出了基于几何功能函数不能显性表示的结构可靠性分析问题在实际原理的计算结构可靠度问题的新方法，该方法可以很简便地工程应用中是很常见的，通常采用响应面法”’、神经网络求出电热微致动器复杂结构功能函数的显示表达式，同时可法等方法来解决。响应面法是一种比较简便、有效的方以解决解的精度问题，为实际工程中复杂的、隐式的、不确定法，其思想是通过一系列有限元数值计算来拟合一个响应面性的问题提供新的途径。以代替

7、未知的、真实的极限状态曲面，但是其固定不可调的函数形式影响了其解的精度。神经网络(NeuralNetwork，2结构可靠度分析方法NN)是近年来发展起来的一种并行分布式处理系统，它具有2．1改进的神经网络响应面法良好的非线性映射能力、高度的容错性和鲁棒性，因此采用2．1．1基本原理BP神经网络作为响应面近似函数可以有效地解决解的精度根据所要分析的具体问题，确定影响结构可靠性的随机问题J。变量X。(i=1，2，⋯，n)及其统计参数(，仃)、分布类型，极限微致动器可靠性研究是提高微致动器性能的关键环节状态方程的基本形式为：之一

8、，因此本文将已在桥梁、岩石等工程结构的可靠性分析：g(x，[U])=U(。，，⋯，)一[U]=0(1)式中：[u]为设计规范允许应力、位移等；U’(，，⋯，基金项目：辽宁省智能信息处理重点实验室开放课题(2005—5))表示由结构分析得出的相应值。通常选择不含交叉项的收稿日期：2008—05一Ol修回1