基于BLISS和PMA的多学科可靠性设计优化

《基于BLISS和PMA的多学科可靠性设计优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaOcl．252013V01．34No．102349．2356ISSN1000—6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cahkxb@buaa．educn基于BLISS和PMA的多学科可靠性设计优化刘云平1’。，张俊2，张冰2，孙瑾31．南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京2100442．山东水利职业学院机电工程系，山东日照2768263．中信建设有限责任公司，北京100027摘要：针对多学科设计优化(MDO)中考虑不确定性而带来的计算复杂性问题，采用序列优化与可靠性评估(

2、SORA)法的解耦思想，提出了基于两级集成系统综合(BLISS)策略和性能测量法(PMA)的多学科可靠性设计优化(RBMD0)方法。该方法将传统的3层嵌套循环的RBMDO方法过程解耦为顺序执行的确定性多学科设计优化(DMDO)和多学科可靠性分析(MRA)，DMDO和MRA均采用BLISS策略进行计算，避免了每次多学科设计优化对完整可靠性分析模型的反复调用。飞机起落架缓冲器算例结果表明，文中方法的计算效率较其他两种方法分别提高了52．01％和26．51％，验证了方法的有效性。关键词：两级集成系统综合；性能测量法；多学科可靠性设计优化；可靠性；缓冲器中图分类号：V222文献标识码：A文章

3、编号：1000—6893(2013)10—2349—08传统的多学科设计优化(MultidisciplinaryDesignOptimization，MDO)113又称为确定性多学科设计优化(DeterministicMultidisciplinaryDesignOptimization，DMDO)，已被广泛应用于航空航天、车辆、船舶、机器人及大型机电等复杂产品中。但在DMDO[21中并未考虑工程中存在的不确定性因素对产品性能的影响，往往将设计结果推向失效区域的边缘，设计变量任何微小的变化都极有可能导致产品失效甚至丧失功能。因此，考虑不确定性的多学科可靠性设计优化(Re—liabil

4、ity—basedMDO，RBMDO)已成为近几年来人们研究的热点[3。5j。然而，直接将可靠性分析与多学科设计优化集成将导致多层嵌套循环，使得原本计算昂贵的MDO变得更加耗时。为此，国内外学者在提高RBMDO计算效率方面做了一些研究。Sues和Cesare[61提出的RBMDO框架将可靠性分析从优化过程中分离出来，先进行可靠性分析，满足要求后再进行优化并为下次可靠性分析提供更新信息，此外，还对可靠性约束进行了近似，在一定程度上提高了效率。Padmanabhan和Batill[73使用并行子空间优化(ConcurrentSubspaceOptimiza—tion，CSS0)策略分别进

5、行多学科设计优化和最可能失效点(MPP)搜索，其采用的可靠度指标法(ReliabilityIndexApproach，RIA)由于效率和稳定性问题被限制工程应用。Agarwal等[8]采用单级优化策略进行优化及可靠性分析，并对RB—MDO优化流程进行解耦，提高了可靠性分析的效率。Ahn和Kwon[91采用非层次思想将传统MDO与可靠性分析进行分解，基于两级集成系收稿日期：2012-10-29；退修日期：2012—11—30；录用日期：2012—12-25；网络出版时间：2012—12—2911：47网络出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／111929V．2012

6、12291147001html基金项目：国家自然科学基金(51175019，51205238)；江苏省自然科学基金(BK20130999)；江苏省普通高校自然科学研究资助项目(13KJB460012)；中国博士后科学基金(230210235)*通讯作者．Tel：025-58731276E-mail：liuyunpin92010@163com引用播武

7、LiuYP．ZhangJtZhangB，eta1．MultidisciplinaryreliabilitydesignandoptimizationbasedonBLISSandPMA．ActaAeronauticaetAstronaut

8、icaSinica，2013，34(10)：2349-23567捌云平．张俊。张冰．等．基于BLISS和PMA的多学科可靠性设计优化。航空学报．20

9、3，34(10)：2349·2356．航空学报Oct．252013VoI．34No．10统综合(Bi—levelIntegrationSystemSynthesis，BI。ISS)优化策略进行优化设计，采用先进的一阶可靠性方法(FirstOrderReliabilityMethod，FORM)进行可靠性分析，