[发明专利]一种桥机可靠性优化设计方法

权利要求书

1.一种桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.定义起重机中不确定性结构参数，将不确定性参数描述为区间变量；

S2.根据结构失效形式建立极限状态函数，基于区间分析方法，采用MATLAB内部的Vpasolve函数求解优化模型中的可靠性指标；

S3.引入非概率可靠性指标，以给定要求可靠性指标为约束条件，建立非概率可靠性优化设计模型；

S4.求解优化问题。

2.根据权利要求1所述的桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，Vpasolve函数对内层进行可靠性分析具体包括

S21.根据结构失效模式写出极限状态功能函数并对其进行标准化，计算随机变量个数，写出随机变量系数矩阵A；

S22.设置i＝1，随机变量δ×A[i,:]，得到第一个一元函数，对其进行求解，将其存放在矩阵B；

S23.i＝i+1，直到求解完所有的一元函数，将所有的值存放在矩阵B；

S24.对矩阵B绝对值求最小，即非概率可靠性指标。

3.根据权利要求1或2所述的桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述非概率可靠性优化设计模型为

其中，f(x)为目标函数，x为确定性变量，p为不确定性变量，x^u为确定性变量的上限，x^l为确定性变量的下限。

4.根据权利要求3所述的桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用飞蛾火焰算法求解优化问题。

5.根据权利要求4所述的桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，飞蛾火焰算法的过程为：设置算法参数，初始化种群；在进行结构可靠性分析后，计算目标函数值、火焰数量；对目标函数值排序，并得到相应的种群；得到火焰位置和相应函数值，并更新飞蛾位置。

6.根据权利要求4或5所述的桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，飞蛾火焰算法的自适应火焰数量的更新机制为：

式中l表示当前迭代次数；N表示火焰的最大数量；T表示最大迭代次数。

7.根据权利要求6所述的桥机可靠性优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，飞蛾火焰算法中飞蛾位置更新公式为：S(M_i,F_j)＝D_i·e^bt·cos(2πt)+F₁式中D_i为第j个火焰到第i只飞蛾的距离；b为螺旋形状常数；t为[-1,1]的随机数；F₁为每代群体中最佳的个体。