[发明专利]时变可靠性灵敏度分析方法及装置

说明书

本发明提供一种时变可靠性灵敏度分析方法及装置，其中方法包括：步骤101，对运动机构进行n阶混沌多项式展开PCE运算，获取运动机构第n阶所受阻力的最大值MRF和第n阶PCE函数式，其中n为大于1的正整数；步骤102，获取基于仿真模型估计得到的估计MRF；步骤103，判断第n阶MRF与估计MRF之差的绝对值是否小于预设阈值；步骤104，当所述第n阶MRF与所述估计MRF之差的绝对值小于预设阈值时，根据第n阶PCE函数式构造时变极限状态函数，获得运动机构的时变可靠性灵敏度，以此来实现基于长周期退化运动机构的时变可靠性灵敏度分析，为长周期退化运动机构的基于可靠性的优化设计工作提供支持。

技术领域

本发明涉及运动机构可靠性分析领域，尤其涉及一种时变可靠性灵敏度分析方法及装置。

背景技术

运动机构的可靠性定义为机构在规定的时间，规定条件下，完成规定功能的能力。在工程设计中，为了在保证机构可靠度的前提下，最大限度的提升运动机构的输出性能，通常要采取基于可靠性的优化设计(Reliability-based design optimization,简称RBDO)。然而，其计算工作量跟输入变量的个数有着很大的关系。可靠性灵敏度分析旨在量化不确定性参数对于模型可靠性的影响程度，它可以帮助设计者回答以下问题：(1)哪个不确定性参数对可靠性的影响最大，(2)哪个不确定性参数对于可靠性影响不大，在选择设计变量的时候，可以将其剔除，(3)如果某个随机变量的平均值发生了改变，那么可靠性会受到怎样的影响，(4)如果某个随机变量的标准差发生了改变，那么可靠性会受到怎样的影响？上述问题的解决，可以很好的帮助运动机构的RBDO等工作的顺利进行。

近年来，有不少研究致力于时变的RBDO工作，关于长周期退化运动机构的时变可靠性灵敏度分析的有关研究还非常的少。一些文献提出了针对机械零部件的结构的动态可靠性灵敏度分析方法，该方法需要基于零部件所受的载荷或者最大载荷已知，机械零部件的时变极限状态函数已知的前提，因为受许多不确定性参数的影响，长周期退化模型的性能输出的分布是未知的，即它的时变极限状态函数是隐性的，所以上述方法很难应用到长周期退化运动机构模型中。

因此，亟需一种能够应用到长周期退化运动机构中进行时变可靠性灵敏度分析的方法。

发明内容

本发明提供一种时变可靠性灵敏度分析方法及装置，用以解决现有技术中没有一种方法能够针对长周期退化运动机构进行时变可靠性灵敏度分析的技术问题。

本发明一方面提供一种时变可靠性灵敏度分析方法，方法基于长周期退化运动机构，包括：

步骤101，对运动机构进行n阶混沌多项式展开PCE运算，获取运动机构第n阶所受阻力的最大值MRF和第n阶PCE函数式，其中n为大于1的正整数；

步骤102，根据蒙特卡洛仿真MCS获得估计MRF；

步骤103，判断第n阶MRF与估计MRF之差的绝对值是否小于预设阈值；

步骤104，当所述第n阶MRF与所述估计MRF之差的绝对值小于预设阈值时，根据第n阶PCE函数式构造时变极限状态函数，获得运动机构的时变可靠性灵敏度。

进一步的，步骤101包括：

步骤1011，获取退化型设计参数，其中，退化型设计参数为运动机构中具有耗损型故障机理的、标称值随时间改变的设计参数；

步骤1012，在运动机构寿命周期内每隔m个收放循环取一个离散时间点；

步骤1013，在离散时间点上，根据概率配点法，从n+1阶混沌多项式的根中随机选择数值作为配点，所述配点经过转换函数变换后，获得中间输入变量，其中，转换函数根据原始输入变量所服从的分布获得；

步骤1014，根据退化型设计参数和中间输入变量进行仿真，获得构造第n阶PCE函数式的样本数据；