為了開展導(dǎo)彈艙體結(jié)構(gòu)可靠性分析,將有限元軟件ANSYS Workbench中的六西格瑪（Six Sigma）模塊和可靠性理論相結(jié)合。首先利用參數(shù)化建模方法在ANSYS Workbench中構(gòu)建導(dǎo)彈艙體結(jié)構(gòu)模型,然后通過最優(yōu)空間填充設(shè)計(jì)抽樣得到多組樣本點(diǎn),結(jié)合自動(dòng)改進(jìn)Kriging（Auto-Refinement Kriging,AR-Kriging）方法生成響應(yīng)面進(jìn)而開展參數(shù)靈敏度分析,最后根據(jù)Six Sigma分析方法評(píng)估了艙體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及剛度可靠性。分析結(jié)果表明,與Kriging方法相比,AR-Kriging方法能夠有效提高響應(yīng)面的全局?jǐn)M合能力;靈敏度分析表明,艙體內(nèi)徑對(duì)艙體結(jié)構(gòu)可靠性的影響最大。 

【文章來源】：導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2020,(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

導(dǎo)彈艙體結(jié)構(gòu)示意

圖1 導(dǎo)彈艙體結(jié)構(gòu)示意在鑄造加工艙體結(jié)構(gòu)過程中，由于儀器設(shè)備與量具的精度以及工藝人員的技術(shù)水平等外部因素的影響，即使是同一批次艙體結(jié)構(gòu)，在加工成型后仍會(huì)存在一定的尺寸差異。因此在對(duì)艙體結(jié)構(gòu)開展可靠性分析時(shí)將艙體關(guān)鍵尺寸參數(shù)考慮為隨機(jī)變量，包括艙體長度Y1、中部開孔長度Y2、寬度H以及內(nèi)徑X等。此外，在考慮艙體材料性能以及加載不均勻性對(duì)其結(jié)構(gòu)功能的影響情況下，將材料的彈性模量E以及加載力F亦作為隨機(jī)變量。一般情況下，產(chǎn)品尺寸被認(rèn)為服從正態(tài)分布，而在實(shí)際情況中，由于裝配關(guān)系，產(chǎn)品的尺寸存在上限值及下限值，因此屬于截?cái)嗾龖B(tài)分布；通過加載系統(tǒng)可以將外載荷很好地控制在上、下限范圍內(nèi)，因此認(rèn)為其也服從截?cái)嗾龖B(tài)分布；一般認(rèn)為材料的彈性模量服從正態(tài)分布。本文涉及的6個(gè)輸入隨機(jī)變量的數(shù)字特征如表1所示。

本節(jié)將最大應(yīng)力及最大變形同時(shí)作為輸出變量，分析AR-Kriging方法在擬合響應(yīng)面時(shí)的性能。采用AR-Kriging方法對(duì)艙體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，輸出變量相對(duì)誤差隨改進(jìn)樣本點(diǎn)數(shù)的變化曲線如圖3所示。由圖3可以看出，Kriging模型對(duì)最大變形的擬合誤差始終能夠保持在誤差要求范圍內(nèi)，但是當(dāng)增加到第19個(gè)樣本點(diǎn)時(shí)，該輸出變量的誤差從0.5%跳躍至4.5%，此后隨著樣本點(diǎn)的增加有緩慢下降的趨勢(shì)。另一方面，最大應(yīng)力的擬合誤差總體上呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，當(dāng)改進(jìn)樣本點(diǎn)增加到第78個(gè)的時(shí)候，最大變形的擬合誤差降低到4.6259%，滿足收斂要求，此時(shí)Workbench停止繼續(xù)迭代。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采用響應(yīng)面法的圓盤造球機(jī)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 晏遠(yuǎn)志,楊金堂,萬歡,侯作義.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2018(02)
[2]基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的門式卸車機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性分析[J]. 李永華,梁校嘉,周峰,陳秉智.  中國工程機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]基于ANSYS的甘蔗切割器上臂軸的可靠性影響因素分析[J]. 尹志宏,袁潔,朱佳明,王浩.  中國工程機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]基于蒙特卡羅法的主軸可靠性虛擬試驗(yàn)研究[J]. 周森,何曉聰,袁勝萬,竇煒.  新技術(shù)新工藝. 2014(09)
[5]導(dǎo)彈吊掛壽命可靠性分析的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)[J]. 何新黨,劉永壽,魏濤,高宗戰(zhàn).  強(qiáng)度與環(huán)境. 2012(03)
[6]某型導(dǎo)彈艙段連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠性靈敏度分析[J]. 周紅,劉永壽,高宗戰(zhàn),岳珠峰.  固體火箭技術(shù). 2011(06)
[7]基于動(dòng)態(tài)徑向基函數(shù)代理模型的優(yōu)化策略[J]. 彭磊,劉莉,龍騰.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(07)
[8]基于PCL的導(dǎo)彈吊掛強(qiáng)度分析的參數(shù)化方法[J]. 何新黨,劉永壽,高宗戰(zhàn),岳珠峰.  航空計(jì)算技術(shù). 2011(02)
[9]飛航導(dǎo)彈彈體結(jié)構(gòu)可靠性分析[J]. 張興有.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2010(05)
[10]地(艦)空導(dǎo)彈彈體結(jié)構(gòu)可靠性分析[J]. 曲之津.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2001(02)



本文編號(hào)：3458965