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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机,尤其涉及一种基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法。
技术介绍
1、近年来,随着现代化的进行,人们对所需生活物资的品质提出更加丰富和精进的需求,如何利用高效精准的设计方法以获取高质量产品是当代工业领域迫切需要解决的热点问题。机械零部件作为当代工业被运用最为广泛的产品,其结构的设计问题更是我们需要重点解决的领域。
2、对于好的机械结构设计而言,首先是要满足结构所要求的功能,但更重要的是知悉设计结构的性能裕量,即机械结构性能的可靠程度,进而指导用户开展更换维修作业,降低结构失效带来的损失,以提升用户体验。在机械结构设计领域,目前开展的性能裕量设计手段主要包括安全系数设计、降额设计、余度设计、环境防护设计等方法。其中安全系数设计法和降额设计法主要依赖专家经验进行选取,具有较大的盲目性。余度更多像是一种结构备份的手段,以冗余的方式降低结构对于系统性能的影响,而环境防护设计只考虑了外界应力对结构的影响。此外还有一些考虑了结构退化效应的设计方法,但这些方法多只是针对某一种退化机理如腐蚀、蠕变等进行针对性的设计,对于机械结构的全面裕量设计指导性较弱。综上,现有设计方法面向机械结构性能裕量虽从不同的角度进行了探索,但依然存在两点突出的问题,第一点,未能建立全面考虑影响机械结构裕量的相关因素的模型,当前设计方法对于机械结构裕量是经验性或者片面性的。第二点,未实现机械结构设计参数和结构性能裕量之间关系的量化,从而更好的指导正向设计的开展,提升性能设计的精准性和高效性。
3、此外,在机械结构设计过程中,为
4、因此,在机械结构的性能裕量设计领域,当前缺乏利用小批真实数据建立全面考虑机械结构裕量的相关因素的模型,用以量化机械结构设计参数和结构性能裕量之间关系,从而提升性能一体化设计的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的:
3、基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,包括:
4、s1、根据待分析机械结构的相关信息构建仿真模型,相关信息包括几何结构尺寸、材料属性信息和功能运转机制的载荷;
5、s2、根据仿真模型确定影响待分析机械结构性能的关键性因素;
6、s3、构建性能参数与关键性因素之间的关联关系,作为初始物理模型;
7、s4、基于adline自适应校准方法对初始物理模型进行校准,得到优化物理模型;
8、s5、根据目标性能需求和优化物理模型分析待分析机械结构的裕量;
9、s6、根据待分析机械结构的裕量和目标裕量分析待分析机械结构的可靠度。
10、本专利技术的有益效果在于:通过分析待分析机械结构功能的关键性能参数构造设计空间,并确定待分析机械结构性能的关键性因素,然后构建性能参数和设计参数的关联关系,随后基于真实试验数据使用adline自适应校准方法对初始物理模型进行校准,从而得到一种高准确度的优化物理模型;设计结构时,可利用所建立的优化物理模型选取合适的设计参数快速实现裕量设计和可靠性评估,以指导正向设计的开展。
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1.基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,在S2中包括:
3.根据权利要求2所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,平均蒙特卡洛法具体为:
4.根据权利要求1所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,在S3包括:
5.根据权利要求4所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,改进的拉丁超立方采样法具体为:
6.根据权利要求1所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,在S4中包括:
7.根据权利要求1所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,在S5中,待分析机械结构的裕量表示为:
8.根据权利要求7所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,待分析机械结构的可靠度表示为R(t)=M(M≤0)。
【技术特征摘要】
1.基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,在s2中包括:
3.根据权利要求2所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,平均蒙特卡洛法具体为:
4.根据权利要求1所述的基于物理建模的机械结构性能裕量设计方法,其特征在于,在s3包括:
5.根据权利要求4所述的基于物理建模的机械结...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁奎,蒋家勇,尹昊,任旭东,杜宏伟,万强,邓坤秀,向亮,康丹,唐小雨,
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:
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