一种基于自适应加点策略的结构混合渐变可靠性评估方法技术

本申请涉及一种基于自适应加点策略的结构混合渐变可靠性评估方法，通过获取目标结构可靠性关键件的失效信息构建目标结构的功能函数，在此基础上，通过构建功能函数的极值响应面即可将原先的多种不确定性混合的渐变可靠性评估问题转换为单一不确定性的静态可靠性评估问题，然后基于构建的极值响应面评估目标结构的可靠性。整个过程只需构建功能函数和功能函数极值响应面，能够简化多种不确定性混合情况下的结构渐变可靠性评估过程，降低评估复杂度，同时还能保证评估精度。同时还能保证评估精度。同时还能保证评估精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应加点策略的结构混合渐变可靠性评估方法


[0001]本申请涉及结构可靠性领域，特别涉及一种基于自适应加点策略的结构混合渐变可靠性评估方法。

技术介绍

[0002]工程结构中普遍存在着不确定性，例如，材料性能、几何尺寸、载荷的不确定性。随着时间的变化，结构性能逐渐劣化，可靠度呈现出显著的渐变特性。此外，由于积累信息难，部分不确定性参数只能采用区间模型进行表征，结构渐变可靠性评估又具有随机
‑
区间不确定性混合的特征。
[0003]对于结构的渐变可靠性评估，目前使用较多的是首次穿越方法，例如，PHI2方法、Rice公式解析法以及近似计算法等，也有通过将时间区间离散化，然后基于蒙特卡罗(Monte Carlo，MC)法进行结构可靠度评估。对于多种不确定性混合的结构可靠性问题，采用将两种不确定性参数转换为单一不确定性参数的方法进行评估计算，也有在一次二阶矩法的基础上，进一步发展了随机
‑
区间不确定性混合的统一不确定性分析的一阶可靠性分析法。
[0004]上述方式是针对单一不确定性的结构渐变可靠性评估，或者针对静态的结构混合可靠性评估，但是，对于结构混合渐变可靠性问题，由于其计算的复杂性，缺乏一种有效的评估方式。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于自适应加点策略的结构混合渐变可靠性评估方法，能够高效、精确处理多种不确定性混合情况下的结构渐变可靠性评估问题，降低评估复杂度。
[0006]第一方面，本申请提供了一种结构混合渐变可靠性评估方法，该方法包括：
[0007]获取目标结构可靠性关键件的失效信息；失效信息中包括影响目标结构可靠性的多种影响因素；多种影响因素包括随机不确定性影响因素、区间不确定性影响因素、时间影响因素以及失效判据；
[0008]根据多种影响因素构建目标结构的功能函数；
[0009]将目标影响因素的样本数据代入至功能函数中，获取功能函数的极值响应面；目标影响因素为多种影响因素中的随机不确定性影响因素、区间不确定性影响因素，以及时间影响因素；
[0010]基于极值响应面对目标结构进行可靠性评估，得到目标结构的可靠性评估结果。
[0011]在其中一个实施例中，上述将目标影响因素的样本数据代入至功能函数中，获取功能函数的极值响应面，包括：
[0012]从多种影响因素中确定目标影响因素；
[0013]获取目标影响因素的样本数据；
[0014]将目标影响因素的样本数据代入至功能函数中，获取结构功能函数的极小值响应；
[0015]根据目标影响因素的样本数据和相应的极小值响应构建功能函数的极值响应面。
[0016]在其中一个实施例中，上述从多种影响因素中确定目标影响因素，包括：
[0017]获取各影响因素的分布信息；所述分布信息包括：随机不确定性影响因素的分布类型、分布参数，区间不确定性影响因素的上、下界，以及时间影响因素的范围；
[0018]根据随机、区间不确定性影响因素的分布信息，以及时间影响因素的范围，获取多组初始样本。
[0019]在其中一个实施例中，上述根据目标影响因素的样本数据和相应的极小值响应构建功能函数的极值响应面，包括：
[0020]根据目标影响因素的初始样本和相应的极小值响应构建功能函数的初始极值响应面；
[0021]对初始极值响应面进行更新，得到第一更新极值响应面；
[0022]若第一更新极值响应面满足预设的更新收敛准则，确定第一更新极值响应面为功能函数的极值响应面；
[0023]若第一更新极值响应面不满足预设的更新收敛准则，则继续对第一更新极值响应面进行更新，直至最新的更新极值响应面满足更新收敛准则为止。
[0024]在其中一个实施例中，上述结构混合渐变的可靠性评估方法还包括：
[0025]基于初始极值响应面获取目标结构的第一候选可靠度数值；
[0026]基于第一更新极值响应面获取目标结构的第二候选可靠度数值；
[0027]若第一候选可靠度数值和第二候选可靠度数值之间的差值小于预设误差值，确定第一更新极值响应面满足更新收敛准则。
[0028]在其中一个实施例中，上述对初始极值响应面进行更新，得到第一更新极值响应面包括：
[0029]获取随机不确定性影响因素的候选样本数据；
[0030]根据随机不确定性影响因素的候选样本数据对初始极值响应面进行更新，得到第一更新极值响应面。
[0031]在其中一个实施例中，上述根据随机不确定性影响因素的候选样本数据对初始极值响应面进行更新，得到第一更新极值响应面，包括：
[0032]从随机不确定性影响因素的候选样本数据中确定更新点；
[0033]将更新点代入至功能函数中，获取功能函数的更新极小值响应；
[0034]以功能函数的更新极小值响应对初始极值响应面进行更新，得到第一更新极值响应面。
[0035]在其中一个实施例中，上述从随机不确定性影响因素的候选样本数据中确定更新点，包括：
[0036]根据自适应加点策略，构建随机不确定性影响因素的学习函数；
[0037]将学习函数取最小值时对应的候选样本确定为更新点。
[0038]第二方面，本申请还提供了一种结构混合渐变可靠性评估装置。该装置包括：
[0039]信息获取模块，用于获取目标结构可靠性关键件的失效信息；失效信息中包括影
响目标结构可靠性的多种影响因素；多种影响因素包括随机不确定性影响因素、区间不确定性影响因素、时间影响因素以及失效判据；
[0040]数据处理模块，用于根据多种影响因素构建目标结构的功能函数；
[0041]响应面获取模块，用于将目标影响因素的样本数据代入至功能函数中，获取功能函数的极值响应面；目标影响因素为多种影响因素中的随机不确定性影响因素、区间不确定性影响因素，以及时间影响因素；
[0042]可靠性评估模块，用于基于极值响应面对目标结构可靠性进行评估，得到目标结构可靠性的评估结果。
[0043]第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一实施例中所述的方法步骤。
[0044]第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时第一方面中任一实施例中所述的方法步骤。
[0045]第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时第一方面中任一实施例中所述的方法步骤。
[0046]上述基于自适应加点策略的结构混合渐变可靠性评估方法、装置和计算机设备，通过获取目标结构可靠性关键件的失效信息构建目标结构的功能函数，在此基础上，通过构建功能函数的极值响应面即可将原先的多种不确定性混合的渐变可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构混合渐变可靠性评估方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标结构可靠性关键件的失效信息；所述失效信息中包括影响所述目标结构可靠性的多种影响因素；所述多种影响因素包括随机不确定性影响因素、区间不确定性影响因素、时间影响因素以及失效判据；根据所述多种影响因素构建所述目标结构的功能函数；将目标影响因素的样本数据代入至所述功能函数中，获取所述功能函数的极值响应面；所述目标影响因素为所述多种影响因素中的随机不确定性影响因素、区间不确定性影响因素以及时间影响因素；基于所述极值响应面对所述目标结构可靠性进行评估，得到所述目标结构可靠性的评估结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将目标影响因素的样本数据代入至所述功能函数中，获取所述功能函数的极值响应面，包括：从所述多种影响因素中确定所述目标影响因素；获取所述目标影响因素的样本数据；将所述目标影响因素的样本数据代入至所述功能函数中，获取所述结构功能函数的极小值响应；根据所述目标影响因素的样本数据和相应的极小值响应构建所述功能函数的极值响应面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从多种影响因素中确定所述目标影响因素，包括：获取各影响因素的分布信息；所述分布信息包括：所述随机不确定性影响因素的分布类型、分布参数，所述区间不确定性影响因素的上、下界，以及所述时间影响因素的范围；根据所述随机、区间不确定性影响因素的分布信息，以及所述时间影响因素的范围，获取多组初始样本。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据目标影响因素的样本数据和相应的极小值响应构建所述功能函数的极值响应面，包括：根据所述目标影响因素的初始样本数据和相应的极小值响应构建所述功能函数的初始极值响应面；对所述初始极值响应面进行更新，得到第一更新极值响应面；若所述第一更新极值响应面满足预设的更新收敛准则，确定所述第一更新极值响应面为所述功能函数的极值响应面；若所述第一更新极值响应面不满足预设的更新收敛准则，则继续对所述第一更新极值响应面进行更新，直至最新的更新极值响应面满足所述更新收敛准则为止。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述初始极值响应面获取所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯嘉珍，何宗科，时钟，朱军华，王学孔，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：