一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法技术

本发明专利技术提出一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法，具体涉及航空电子产品封装，具体如下：一、原始设计空间转换到标准设计空间：二、多学科分析：三、系统灵敏度分析：四、利用标准空间里设计变量向量和极限状态函数梯度的夹角更新u空间：五：空间转换：六、极限状态函数值计算。本发明专利技术将航空电子封装系统可靠性分析中相互嵌套的系统分析(多学科分析)、系统灵敏度分析和可靠性分析进行解耦，形成一个顺序递归循环优化流程，消除了每次循环迭代中系统级优化器都需对整个可靠性分析模型的优化计算。实现了多学科系统分析、系统灵敏度分析与可靠度计算的有效集成。有效提高航空电子封装系统可靠性分析效率和设计质量，降低设计成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法


[0001]本专利技术提供一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法，属于复杂产品可靠性分析领域。

技术介绍

[0002]多学科可靠性分析(Multidisciplinary Reliability Analysis,MRA)是多学科可靠性设计优化的重要组成部分。研究表明，多学科可靠性分析主导了整个基于可靠性的多学科设计优化过程的计算效率。多学科可靠性分析是一个典型的两层嵌套循环过程，包括外层的可靠性分析(即最可能失效点搜索，验证每个可靠性约束条件是否满足可靠性要求)和内层的多学科分析。
[0003]传统的多学科可靠性分析方法是将单学科可靠性分析方法与多学科设计优化策略进行集成处理实际问题。然而，并非基于任何多学科设计优化策略的可靠性分析方法都能很好地解决复杂的多学科可靠性分析问题。比如基于单学科可行法和多学科可行法的多学科可靠性分析方法都因其自身的缺陷而导致计算效率较低下甚至无法收敛的情况，无法将其应用于大规模、多耦合的实际工程中，特别是在处理极限状态函数数量多、耦合多、高度非线性时，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法，具体涉及航空电子产品封装，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、原始设计空间转换到标准设计空间：把服从各种概率分布的产品封装随机变量从原始设计空间即x空间转换到标准正态分布的新空间即u空间；步骤二、多学科分析：多学科分析依据上一循环结果更新的设计变量，通过使系统状态方程达到协调状态来获得耦合状态变量的值；步骤三、系统灵敏度分析：通过计算航空电子产品封装各子系统偏导数，获得各学科耦合状态变量对输入的灵敏度偏导数矩阵和各学科的输出对输入的灵敏度偏导数中，此处的输入既包含本学科的直接输入的设计变量和耦合状态变量，也包含其它学科的输出；最后获得系统全局灵敏度方程GSE，为不确定性分析模型的多项式近似提供极限状态函数对设计变量及状态变量的梯度信息；步骤四、利用标准空间里设计变量向量和极限状态函数梯度的夹角更新u空间：计算标准空间里设计变量向量和极限状态函数梯度的夹角，如果该角度小于阈值则计算结束，转步骤六，否则利用给定的可靠度指标和当前迭代中极限状态函数梯度单位向量更新u；步骤五：空间转换：把u
k+1
转换成在原始空间中所对应的变量x
k+1
；步骤六、极限状态函数值计算：计算当前设计变量的极限状态函数值。2.根据权利要求1所述的一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法，其特征在于：在步骤1中，坐标空间转换具体为：将x空间的随机变量x＝{x1,x2,
…
,x
n
}转换到标准u空间中的随机变量u＝{u1,u2,
…
,u
n
}，经过转换后的随机变量u服从标准正态分布；该转换方法基于随机变量在转换前后具有相同的累积分布函数CDF，具体如下：式中，Φ(u
i
)分别表示x空间和标准u空间的累积分布函数，n为变量个数；因此，转换后的标准正态随机变量为：一个服从正态分布的随机变量x
i
～N(μ
i
,σ
i
)，由x空间转换到u空间后得到：式中，μ
i
,σ
i
表示服从正态分布的随机变量x
i
的均值和方差。3.根据权利要求1所述的一种具有一阶效率二阶精度的统一可靠性分析方法，其特征在于：在步骤2中，执行多学科分析，求出状态变量y
k
；设x
s
为系统输入的共享设计变量，x1，x2，x3分别为子系统即为学科Subsystem1、
Subsystem2和Subsystem3的系统输入变量，为局部自变量；y
ij
(i≠j)为子系统间状态变量，表示子系统i的输出到子系统j的输入；z
i
(i＝1，2，3)表示子系统Subsystem1、Subsystem2和Subsystem3的输出；学科1：系统的输入
‑
输出关系如下：同样，对于学科2和学科3具有类似的输入
‑
输出关系：和多学科分析就是通过求解下面的方程组获得各个学科状...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海斌，刘继红，敬伟峰，付超，刘守权，张强，
申请(专利权)人：北京科思诚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：