基于Kriging模型的密封圈性能非概率可靠性分析.pdf

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1、2010年1月润滑与密封Jan．2010第35卷第1期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．1DOI：10，3969／j．issn．0254—0150．2010．01．018基于Kriging模型的密封圈性能非概率可靠性分析刘纪涛张为华(国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073)摘要：将Kriging模型和拉丁超立方抽样技术应用于不确定结构，提出了主要针对隐式方程的区间非概率可靠性分析方法。该方法用Kriging模型作为近似模型描述原结构模型，借助优化方法求解参数区间并计算可靠度。建立了某金属／水冲压发动机橡胶O形密封

2、圈的非线性有限元模型，应用网格重构技术和自适应加载技术对密封圈密封性能进行了有限元分析。将接触面最大正应力与发动机燃气压力的差值作为目标参数，应用上述方法计算了密封性能参数区间非概率可靠性，通过区间分析得到了密封性能可靠性指标。关键词：Kriging模型；橡胶O形密封圈；非线性有限元；非概率可靠性中图分类号：TB42文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)l一067—4Non．probabilisticReliabilityAnalysisofSealPerformanceBasedonKrigingModelLiuJitaoZhangW

3、eihua(InstituteofAerospaceandMaterialEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，ChangshaHunan410373，China)Abstract：Anintervalnon-probabilisticreliabilitymethodforimplicitequationwaspresentedbyusingKrigingmethodandLatinghypercubesamplingtechniqueinstructurewithuncertaintie

4、s．Inthismethod，theKrigingmethodisusedfor印-proximationandintegralestimationoforiginmodel，theparameterintervalsandreliabilitycallbeevaluatedusingoptimiza-tionmethod．Anon—linearfiniteelementmodelforrubber0一ringsealofmetal／waterreactionramjetwasestablished．Ele—mentautomaticremeshing

5、methodandadaptiveloadingmethodwerepresentedintheFEMsimulationofsea1．Thedifier—encebetweenthemaximumcontactnormalstressandgaspressurewasdefinedastheuncertainobjectivefunction．Usingthemethod，thesealingperformance’Snon—probabilisticreliabilitywascalculated，thereliabilityindexofthes

6、ealingper—formancewasobtainedwithintervalanalysis．Keywords：Krigingmodel；rubber0-ringseal；non—linearfiniteelementmethod；intervalnon—probabilisticreliability对于不确定性问题，常采用的方法为随机理论、求解较为困难。模糊理论和区间分析。三者有不同的应用场合。如果本文作者基于Kriging模型联合拉丁超立方抽样对系统信息掌握得比较充分，可以得到各个参数的概技术提出了利用近似模型进行区间非概率可靠性分析率密度

7、函数，则应优先使用随机理论分析；如果对于的方法，并以某金属／水冲压发动机0形橡胶密封圈某些参数信息比较贫乏，但可以通过隶属度表达，此密封性能分析为例讨论了该方法在区间分析中的应时模糊理论便可解决；区间分析建立在区间数学和凸用。集合理论基础上，属于3种方法中信息最为缺乏的一1区间非概率可靠性种。结构中基本区间变量可表示为，，⋯，，针对含区间参数问题，不少学者在区间估计”、一般XiE[X。，X]，i=1，⋯，n，其中，分非概率可靠性、结构灵敏度等方面进行了十分有益别为参数的下限和上限。描述结构工作状态的结构功的尝试。但区间分析主要针对凸模型函数。对于复杂能

8、函数M=g(，X2，⋯，X)，则结构的工作状态可函数和隐式方程，如FEA、CFD仿真模型，在没