一种用于工程结构不确定性的改进区间算法制造技术

本发明专利技术涉及一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，属于工程结构不确定分析技术领域。一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，包括：步骤S1：确定输入区间变量及区间变量运算法则；步骤S2：确定总相对误差Δ；步骤S3：根据不确定参数的个数确定收缩因子t；步骤S4：通过总相对误差Δ与收缩因子t的比较，获得缩小的输出区间

An improved interval algorithm for engineering structure uncertainty

【技术实现步骤摘要】
一种用于工程结构不确定性的改进区间算法
本专利技术涉及一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，属于工程结构不确定分析

技术介绍
在工程应用与科学研究中，人们希望以确切的理想值为基础通过计算得到输出结果，但是由于客观现实中各种因素的影响，往往得到的并不是一个确定的值，而是以理想值为基准在某个范围内上下波动，即输入参数为一个区间值，输出参数也是一个区间值。因此，在工程结构中要得到有效的输出区间，就有必要对工程结构参数进行不确定性分析，并且只有通过判定输出区间的有效性才能更好地对工程结构进行不确定性分析。对于只提供输入参数的变化范围而想获得输出参数的区间范围的工程结构，得到有效的输出区间对工程应用有着重要的意义。目前在工程结构的不确定性分析中主要使用基于对输出结果进行截断，防止运算过程中输出区间扩展的区间截断法，但区间截断法输出的结果很难评估，尤其是当理想参数误差百分比较大时，区间截断法不但不能将输出区间收缩，还可能使输出区间扩张。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，避免计算得到的输出区间扩张，减小了输出区间的误差范围，得到更加合理的输出区间。技术方案如下：一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，包括如下步骤：步骤S1：确定输入区间变量及区间变量运算法则，设x为区间变量，XI为区间变量x所处的区间，分别为区间的上限和下限，则区间变量运算法则为：且步骤S2：确定总相对误差Δ＝Δ1+Δ2；步骤S3：根据不确定参数的个数确定收缩因子其中ti为参数误差的宽度系数，wi为权重系数，{i＝1，2，3......n，n为不确定参数的个数}；步骤S4：通过总相对误差Δ与收缩因子t的比较，获得缩小的输出区间当时当时当且时当且时进一步地，步骤S2中总的相对误差Δ通过如下步骤计算：步骤S21：定义y为输出区间变量，步骤S22：由输入变量中值x0得到相应的输出变量中值y0；步骤S23：计算步骤S24：得到Δ＝Δ1+Δ2。进一步地，步骤S3中的宽度系数其中权重系数有益效果：1)本专利技术将改进后的收缩因子t与总相对偏差Δ进行比较，缩小了输出的波动，能得到更加合理的输出区间，使输出区间更加接近于理想值，提高工程结构不确定性分析的有效性。附图说明图1为本专利技术的整体流程图；图2为二阶阶梯杆的受力示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明：如图1所示一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，包括如下步骤：步骤S1：确定输入区间变量及区间变量运算法则，设x为区间变量，XI为区间变量x所处的区间，分别为区间的上限和下限，则区间变量运算法则为：且步骤S2：确定总相对误差Δ＝Δ1+Δ2；步骤S3：根据不确定参数的个数确定收缩因子其中ti为参数误差的宽度系数，wi为权重系数，{i＝1，2，3......n，n为不确定参数的个数}；步骤S4：通过总相对误差Δ与收缩因子t的比较，获得缩小的输出区间当时当时当且时当且时其中无论t取何值，本专利技术都能对输出区间进行适当的收缩。步骤S2中总的相对误差Δ通过如下步骤计算：步骤S21：定义y为输出区间变量，步骤S22：由输入变量中值x0得到相应的输出变量中值y0；步骤S23：计算步骤S24：得到Δ＝Δ1+Δ2。步骤S3中的宽度系数其中权重系数二阶阶梯杆应力计算案例：如图2所示一二阶阶梯杆，其平衡方程为：其中[kj]为2阶矩阵，整理可得σ1和σ2为杆内应力，其中二阶杆的各个参数为A1＝2mm2，A2＝1mm2，E1＝E2＝30×104Pa，l1＝10mm，l2＝5mm，p1＝0Pa，p2＝100Pa。应力σ1和σ2可以根据以上参数求得一个具体值，但在工程中，给定的参数往往是一个区间值，因此得到的应力也是一个区间值。在此设定分别用区间法和改进的区间法求得应力值如表1和表2所示。表1不同方法输出的应力结果(σ1)表2不同方法输出的应力结果(σ2)可见本专利技术得到了更加合理的输出区间，输出区间更加接近于理想值。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：确定输入区间变量及区间变量运算法则，设x为区间变量,X

【技术特征摘要】
1.一种用于工程结构不确定性的改进区间算法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：确定输入区间变量及区间变量运算法则，设x为区间变量,XI为区间变量x所处的区间,x,分别为区间的上限和下限，则区间变量运算法则为：且步骤S2：确定总相对误差Δ＝Δ1+Δ2；步骤S3：根据不确定参数的个数确定收缩因子其中ti为参数误差的宽度系数，wi为权重系数，{i＝1，2，3......n，n为不确定参数的个数}；步骤S4：通过总相对误差Δ与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新田，游紫云，耿双龙，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31