[发明专利]带锯床混合型可靠性分析计算方法

权利要求书

1.带锯床混合型可靠性分析计算方法，包括以下模块：

数据获取模块，随机变量变换模块，计算模型处理模块，混合型可靠性分析模型建模模块，求解模块，锯切力学模型响应模块和分析结果显示模块；

1)所述的数据获取模块，用于获取用户输入的参数，输入参数主要有：锯料参数、锯切工艺参数、锯带参数、切削力、进给抗力、设计参数；

2)所述的随机变量变换模块，根据式I，将随机变量x转化为服从标准正态分布的随机变量U：

u＝Φ^-1[F_X(x)]I

上列式中：

u——随机变量U的实现值；

x——随机变量X的实现值；

Fx(·)——随机变量X的累积分布函数；

φ^-1(·)——标准正态变量的累积分布函数的逆函数；

3)所述的计算模型处理模块，根据式II建立锯切系统强度和疲劳失效概率下限计算表达式为：

(p_f)_min＝Pr(max G_i(U，I)＜0|I∈[I_L，I_U]}，i＝1，2 II

上列式中：

(p_f)_min——失效概率的最小值；

I——区间随机变量的向量；

I_L——I的变化区间的下限向量；

I_U——I的变化区间的上限向量；

i——极限状态函数指标，i＝1为强度极限状态函数，i＝2为疲劳极限状态函数；

G₁(U,I)——锯切系统强度功能函数，函数值小于零表示失效；

G₂(U,I)——锯切系统疲劳功能函数，函数值小于零表示失效；

Pr{·}——概率；

根据式III建立失效概率上限计算表达式为：

(p_f)_max＝Pr(min G_i(U，I)＜0|I∈[I_L，I_U]}，i＝1，2 III

上列式中：

(p_f)_max——失效概率的最大值；

4)所述的混合型可靠性分析模型建模模块基于式II与式III给出的失效概率上下限计算表达式，利用一次二阶矩法、KKT条件和光滑函数，引入单层可靠性建模方法，根据式IV最终获得锯切系统强度和疲劳失效概率上下限的近似数学模型：

上列式中：

λ——拉格朗日乘子向量；

L(U,I,λ)——拉格朗日表达式；

——对I的|梯度向量，

j——向量元素指标；

n_I——区间随机变量的向量的维度；

h——向量函数，h＝[h1,h2,…,h_2nI]，它的元素分别为和k＝1，2，…，2n_I，其中k表示h的元素指标；

e——取值较小的正常数；

5)所述的求解模块，利用非线性约束优化算法：二次序列规划迭代算法，求解式IV给出的混合型可靠性分析模型建模模块获得近似数学模型，获得优化点(U^*,I^*,λ^*)，最后经计算获得失效概率；

6)所述的锯切力学模型响应模块指锯切系统的强度和疲劳响应模型，引入了锯切力学模型，该模块基于二次序列规划优化算法给定的输入参数(U,I)，输出强度和疲劳响应值G₁和G₂；

7)所述的分析结果显示模块用于将数据处理模块获取的可靠性分析结果输出显示；

数据获取模块获取数据后，完备锯切力学模型响应模块，随之逐个执行随机变量变换模块，计算模型处理模块和混合型可靠性分析模型建模模块，最后进入求解模块，通过求解模块与锯切力学模型响应模块之间的不断交互，求解，最终由分析结果显示模块显示可靠性分析结果。