發(fā)布時間：2020-10-23 15:13

　　 工程結構中存在大量的不確定因素,如外部荷載、結構尺寸、材料參數(shù)等,可靠度優(yōu)化(RBDO)可以充分考慮不確定因素對結構性能的影響,合理平衡產品性能和產品可靠度之間的關系。常用的可靠度優(yōu)化求解方法有雙循環(huán)法、單循環(huán)法和解耦法。序列優(yōu)化與可靠度評定法(SORA)具有較高的求解效率和穩(wěn)定性,成為應用最廣泛的解耦算法之一。然而,基于最小性能目標點(MPTP)解耦的SORA法不能避免一次二階矩(FORM)帶來的近似誤差,并且SORA法使用失效面平移近似替代真實可靠度邊界,會降低SORA法的計算精度和穩(wěn)定性,導致SORA法在求解復雜功能函數(shù)可靠度優(yōu)化問題時性能表現(xiàn)不佳。為了克服基于MPTP點算法的內在缺陷,本文采用分位點代替MPTP點進行解耦,提出了基于分位點移動的解耦法。該方法在概率空間基于分位點對RBDO問題進行解耦,采用蒙特卡洛法(MCS)計算分位點,不需要計算MPTP點,避免了FORM近似誤差。為使該方法可以應用于實際工程問題,對目標函數(shù)和功能函數(shù)建立Kriging代理模型,并采用了高效的樣本點更新策略,使樣本點較大概率的分布在利于RBDO求解的區(qū)域,樣本點利用率高,代理模型準確。傳統(tǒng)的SORA法使用近似邊界替代真實的可靠度邊界,當近似邊界誤差較大時,就會導致SORA法提前收斂或振蕩,本文通過對近似邊界進行修正,提出了基于共軛懲罰邊界的SORA法。由于SORA法采用失效面平移近似替代真實可靠度約束,會引入多余區(qū)域進入可行域內或丟失一部分可行域,本文通過保存所有迭代步的可靠度信息和邊界懲罰,將多余可行域剔除,將丟失的區(qū)域拉入可行域內,避免了由于近似邊界誤差導致的SORA法振蕩和提前收斂問題,提高了SORA法的整體性能。對于一些復雜功能函數(shù),MPTP點隨均值變化規(guī)律性較差,使得基于MPTP點解耦的SORA法性能不佳,本文提出了基于共軛懲罰邊界的分位點移動解耦法。該方法使用在概率空間變化相對緩和連續(xù)的分位點代替MPTP點進行解耦,并對近似邊界進行修正,提高了解耦法求解復雜功能函數(shù)的能力。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB114.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 結構可靠度分析
        1.2.2 結構可靠度優(yōu)化
        1.2.3 代理模型
    1.3 本文主要研究內容
2 可靠度優(yōu)化理論與Kriging代理模型
    2.1 Monte Carlo模擬法
    2.2 逆可靠度分析方法
    2.3 序列優(yōu)化與可靠度評定法（SORA）
    2.4 Kriging代理模型
    2.5 小結
3 基于分位點移動的可靠度優(yōu)化解耦法
    3.1 概率空間中基于分位點的解耦法
    3.2 基于MCS和RBDO問題的Kriging樣本點更新策略
    3.3 算例分析
        3.3.1 高非線性可靠度優(yōu)化算例
        3.3.2 高非線性多MPTP點可靠度優(yōu)化問題
        3.3.3 減速器可靠度優(yōu)化算例
        3.3.4 開孔曲筋板可靠度優(yōu)化算例
    3.4 小結
4 基于共軛懲罰邊界的SORA法
    4.1 解耦法近似邊界分析
        4.1.1 近似可行域擴大
        4.1.2 近似可行域縮小
    4.2 基于共軛懲罰邊界的SORA法
        4.2.1 保存全部可靠度信息技術
        4.2.2 邊界懲罰技術
    4.3 算例分析
        4.3.1 線性約束可靠度優(yōu)化算例
        4.3.2 高非線性可靠度優(yōu)化算例
        4.3.3 三桿桁架可靠度優(yōu)化算例
        4.3.4 減速器可靠度優(yōu)化算例
    4.4 小結
5 基于共軛懲罰邊界的分位點移動解耦法
    5.1 基于共軛懲罰邊界的分位點移動解耦法
    5.2 算例分析
        5.2.1 多設計點可靠度優(yōu)化算例1
        5.2.2 多設計點可靠度優(yōu)化算例2
        5.2.3 MPTP變化劇烈可靠度優(yōu)化算例
    5.3 小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝

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本文編號：2853193