結構分析和設計中普遍存在著各種不確定性信息,這些不確定信息會導致結構性能指標產(chǎn)生波動,甚至導致結構功能失效。因此必須在設計階段對這些不確定信息予以定量考慮,降低其對不確定信息的敏感程度。穩(wěn)健設計方法是處理不確定信息的重要方法之一,已在電子、機械等諸多領域得到重視和應用。本文著重研究了結構穩(wěn)健優(yōu)化的工程實用化問題,并將其應用于天線結構優(yōu)化之中,主要工作如下: 1.針對結構穩(wěn)健優(yōu)化設計中有限元分析次數(shù)過多的問題,提出了將近似重分析技術引入到穩(wěn)健性分析中的研究思路。 2.比較了二項級數(shù)近似和組合近似兩種近似重分析方法的優(yōu)劣;在穩(wěn)健性分析的Gauss積分法基礎上引入二項級數(shù)近似,給出了基于二項級數(shù)近似的積分格式,并通過算例比較了該方法的計算精度和計算效率。 3.對結構穩(wěn)健性的靈敏度分析方法進行了研究。在二項級數(shù)近似的基礎上,分別推導了位移均值和方差對設計變量均值的靈敏度算式,所提方法在計算靈敏度時不再需要進行結構重分析。為了避免存儲大矩陣,對靈敏度計算進行了簡化,進一步提高了靈敏度分析的計算效率。 4.建立了天線結構尺寸容差設計的穩(wěn)健優(yōu)化模型,以某8m天線背架結構為例,對其桿截面積的容差進行了優(yōu)化設計。計算結果表明,所建立的容差設計穩(wěn)健優(yōu)化模型可有效減小反射面精度的方差,提高天線反射面精度的穩(wěn)健性。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TH122
【部分圖文】：

法不完全一致的新方法。目前，在不少工業(yè)國家已把穩(wěn)健設計推薦為提高和改善產(chǎn)品質量的一種有效的工程方法。圖1.1所示為面向產(chǎn)品質量穩(wěn)健設計的圖解關系，穩(wěn)健設計首先要使質量指標的實際值盡可能達到目標值，其次還要使它的隨機“鐘形”分布變得“瘦小”些，以保證一批產(chǎn)品的實際質量指標的波動限制在規(guī)定的容差內(nèi)。所以，穩(wěn)健設計要求達到兩個目的：1) 使產(chǎn)品質量特性的均值盡可能達到目標值，即

數(shù)的微小變動仍能保證質量特性指標限定在此規(guī)定的容差之內(nèi)。也就是說，穩(wěn)健優(yōu)化要求優(yōu)化結果的目標值與約束條件的滿足均需具有穩(wěn)健性，傳統(tǒng)確定性優(yōu)化設計和穩(wěn)健優(yōu)化設計的區(qū)別如圖2.1[27]。1.目標函數(shù)的穩(wěn)健性一般在復雜系統(tǒng)設計中，目標函數(shù)與可控/不可控變量之間呈非線性關系，可表示為：1 2, 1 2( ) ( , , , , )n kY = y =f x x x p p pX, PL L(2-2)因可控變量變差 x和不可控變量變差 p值很小，且變量隨 x和 p 連續(xù)變化，因此可將非線性函數(shù)y ( X, P)用線性化方法計算，也就是說，把非線性函數(shù)在可控變量和不可控變量的均值μx和μp的微小鄰域內(nèi)展開成泰勒級數(shù)，并取一階項作為一次近似，而略去高階項誤差。所以，式(2-2)變?yōu)椋? 1( )n ki ii ii iy yY y x px pμ μ= = = + + ∑ ∑x p

十桿桁架結構
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本文編號：2854867