基于不规则概率分布的车身结构稳健实现方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于不规则概率分布的车身结构稳健实现方法
本专利技术涉及的是一种汽车制造
方法，具体是一种考虑设计变量呈有界不规则概率分布的轿车车身结构稳健设计方法。
技术介绍
在汽车车身结构设计的过程中，实际的车身参数(如结构尺寸、材料属性等)往往具有不确定性，从而影响着车身性能的稳健性。因此，在进行轻量化研究的同时，需充分考虑到不确定性因素对设计质量稳健性的影响。目前在车身稳健性优化设计过程中不确定性分析存在两种问题：一是所度量不确定性比较局限于常见的几种概率分布，且度量的无界性不符合实际；二是当不确定传递过程通过高斯求积方法实现时，处理不规则概率分布向常规概率分布转化的过程中可能会引起模型非线性程度的提高，从而导致所需要的积分节点呈指数级增加，计算代价增大。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术没有考虑不规则概率分布的不确定性量化和传递过程以及不规则概率分布等因素的不足，提出一种基于不规则概率分布的车身结构稳健实现方法，从而提高车身结构稳健设计方案中设计变量不确定性度量的普适性和合理性及目标性能求解的高效性和准确性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术通过确定车...
【技术保护点】
一种基于不规则概率分布的车身结构稳健实现方法，其特征在于，通过确定车身结构稳健设计的目标响应、约束响应和设计变量及其设计域和标准差，建立车身稳健设计数学模型，然后通过λ概率密度函数及其衍生的高阶PDF度量设计变量的不确定性，得到不规则概率分布，再基于降维分解法和Gauss‑Gegenbauer求积公式获得设计变量的响应的均值和标准差，从而对设计变量进行优化，得到随机测试样本，最后使用车身稳健设计数学模型对测试样本进行仿真计算，实现车身稳健结构。
【技术特征摘要】
1.一种基于不规则概率分布的车身结构稳健实现方法，其特征在于，通过确定车身结构稳健设计的目标响应、约束响应和设计变量及其设计域和标准差，建立车身稳健设计数学模型，然后通过λ概率密度函数及其衍生的高阶PDF度量设计变量的不确定性，得到不规则概率分布，再基于降维分解法和Gauss-Gegenbauer求积公式获得设计变量的响应的均值和标准差，从而对设计变量进行优化，得到随机测试样本，最后使用车身稳健设计数学模型对测试样本进行仿真计算，实现车身稳健结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的车身稳健设计数学模型，通过确定车身结构稳健设计的目标响应、约束响应和设计变量，建立车身稳健优化设计数学模型，具体为：筛选出对各关键性能指标影响较大的结构参数作为稳健设计问题的设计变量，并确定各设计变量的设计域及标准差；根据车身稳健设计的要求，选择关键性能指标作为稳健设计问题的目标响应和约束响应，并建立该优化问题的适应度函数得到。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的车身稳健设计数学模型为：其中：X为设计变量，表达的是随机分布的均值，σ为随机分布的标准差，XL和XU是变量的下限和上限，uf和σf分别为目标函数的均值和标准差，ci分别为为第i个约束函数的均值、标准差及约束阈值，α是目标函数的权重因子，用来分配目标响应均值与标准差的重要程度，β是σ的水平，用来分配约束响应均值与标准差的重要程度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的不确定性，具体是指：当车身稳健设计问题中的任一设计变量表示为X时，在实际问题中X为服从有界单峰分布的均值，根据设计变量的设计域的设定初值，结合设计变量的标准差并采用λ-PDF及其一阶或二阶衍生的PDF对不规则概率分布进行不确定性度量。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是，所述的λ-PDF是指：其中：λ≥0，归一化常数κ为其中：Γ(·)为Gamma函数；当考虑一次多项式函数时X＝b0+b1ξ，可构造出任意区间对称PDF来描述设计变量X的不确定性，λ-PDF的一阶衍生表达式为x∈[b0-b1,b0+b1]，其中：b0、b1为系数；一阶衍生的λ-PDF的取值范围扩展到任意区间[b0-b1,b0+b1]，选取适当的b0、b1以及λ后用一次衍生λ-PDF描述有界单峰对称概率分布；当考虑二次多项式函数时X＝b0+b1ξ+b2ξ2，则能够构造出非对称PDF来描述设计变量X的不确定性，λ-PDF的二阶衍生表达式为：当b2＞0、b1≥2b2时，当b2＜0、b1≤2b2时，随着λ的减少，分布的非对称性将变强；当b2＞0时，分布呈左偏；当b2＜0时，分布呈右偏。6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的响应的均值和标准差是指：通过降维分解法将目标响应和约束响应分解成一系列子响应模型的组合形式，采用Gauss求积公式和Gegenbauer正交多项式获得子响应模型的各阶原点矩，并基于二项式定理将子响应模型的各阶原点矩递归组合得到原响应模型的均值和标准差。7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，在稳健设计问题中，当n维随机设计变量...
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