一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法，包括：通过重新定义设置部组件系统中模式的概率重要性测度、贝叶斯重要性测度、关键重要性测度、风险增加当量重要性测度和风险减少当量重要性测度，来从不同的评估角度衡量结构系统中各失效模式对结构系统可靠性的影响程度；通过基于Copula函数方法计算各模式的重要性测度指标；或者通过SRGP法对模式重要性测度进行高效求解；或者通过MRGP法对模式重要性测度进行高效求解。本发明专利技术从不同的评估角度，全面、系统地定义一系列模式重要性测度指标，并针对定义的模式重要性测度指标，提供了有效实现方法，最终实现精确、高效地识别出结构系统中的重要模式和非重要模式。式。式。

【技术实现步骤摘要】
一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法


[0001]本专利技术涉及结构系统可靠性分析
，尤其涉及一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法。

技术介绍

[0002]在实际工程应用中，虽然结构系统的失效往往是由多个物理失效机理造成的，然而各失效机理对应的失效模式对系统失效的影响程度却不尽相同。若将所有的失效模式均考虑在内，则结构系统的模型会非常庞大、复杂，基于此进行的可靠性分析和设计都会变得十分困难。因此如何高效合理地识别出主要的失效模式是结构系统可靠性分析中的关键问题之一。模式重要性测度分析，就是根据各模式的失效状态对结构系统失效概率的影响程度，从不同的评估角度将结构系统中重要的失效模式合理有效地识别出来，从而忽略不重要的失效模式以达到简化模型的目的，进而为系统可靠性分析提供重要的信息。
[0003]虽然当前有一些模式重要性测度指标用于表征各模式对结构系统的影响，然而这些指标仅从某些特殊角度，如载荷传递的角度、边界约束的角度等去评价模式的重要程度，缺乏一定的系统性。此外，针对这些指标的计算方法也具有一定的局限性，如计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法，其特征在于：所述模式重要性测度分析方法包括：S1、通过重新定义设置部组件系统中模式的概率重要性测度I(bm)
i
、贝叶斯重要性测度I(bay)
i
、关键重要性测度I(cm)
i
、风险增加当量重要性测度I(raw)
i
和风险减少当量重要性测度I(rrw)
i
，来从不同的评估角度衡量结构系统中各失效模式对结构系统可靠性的影响程度，i表示模式的个数；S2、建立各模式重要性测度与Copula函数的内在关系，通过基于Copula函数方法计算各模式的重要性测度指标；或者通过SRGP法对模式重要性测度进行高效求解；或者通过MRGP法对模式重要性测度进行高效求解。2.根据权利要求1所述的一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法，其特征在于：所述通过SRGP法对模式重要性测度进行高效求解包括SRGP法基于每个失效模式均建立对应的Kriging代理模型，每个代理模型识别出对应模式的失效边界进而构造出系统失效边界，最终实现对模式重要性测度的高效求解；所述通过MRGP法对模式重要性测度进行高效求解包括MRGP法基于各失效模式建立一个多输出的Kriging代理模型，基于该多输出Kriging代理模型识别出所有模式构成的系统失效边界，进而实现对模式重要性测度的高效求解。3.根据权利要求1所述的一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法，其特征在于：所述概率重要性测度I(bm)
i
被定义为第i个模式Y
i
失效时结构系统S的失效概率与Y
i
模式安全时系统的失效概率之差，其衡量了第i个模式失效与否对系统失效概率的影响程度，I(bm)
i
越大，说明该失效模式对结构系统失效概率的影响越大；所述贝叶斯重要性测度I(bay)
i
用于识别出结构系统失效是由哪个失效模式主要引起的，它衡量的是结构系统失效时Y
i
模式的条件失效概率，Y
i
模式的条件失效概率越大，说明对系统发生故障的影响越大；所述关键重要性测度I(cm)
i
用于考虑与概率重要性测度I(bm)
i
相同的物理意义，以及考虑失效模式和结构系统各自的失效概率；所述风险增加当量重要性测度I(raw)
i
用于衡量模式Y
i
发生失效时，结构系统失效风险变化当量的情况；所述风险减少当量重要性测度I(rrw)
i
与风险增加当量重要性测度I(raw)
i
相对，用于衡量模式Y
i
没有发生失效时，结构系统的失效风险减少当量。4.根据权利要求3所述的一种多失效模式下结构系统模式重要性测度分析方法，其特征在于：所述建立各模式重要性测度与Copula函数的内在关系包括：设置随机变量X1和X2的联合分布函数为在它们的边缘分布函数和连续时存在唯一的Copula函数满足在及v＝F
S
(s)，第i个失效模式Y
i
和系统S之间的Copula函数为C
UiV
(u
i
,v)，则模式Y
i
对应的各重要性测度表示为：概率重要性测度
贝叶斯重要性测度关键重要性测度风险增加当量重要性测度风险减少当量重要性测度其中，v
*
＝F
S
(s＝0)为系统的失效概率，u

【专利技术属性】
技术研发人员：何良莉，蒋华兵，谢朝阳，王正良，黄舟，傅玲莉，彭忠明，余勇，李劲松，车毕琴，杨云斌，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：