[发明专利]一种基于改进Kriging模型的深海连接器密封结构优化方法

权利要求书

1.一种基于改进Kriging模型的深海连接器密封结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，给定深海连接器密封结构VX钢圈设计参数及其取值范围，包括：VX钢圈角度α∈[α_a,α_b]，钢圈接触面宽度b∈[b_a,b_b]，钢圈厚度B∈[B_a,B_b]；

S2，使用拉丁超立方试验设计方法抽样α,b,B，获得n组样本点(α_i,b_i,B_i)，其中，i＝1,2,…,n；

S3，选择密封结构主密封面最大接触应力σ_m和密封面节点接触应力方差S²作为评价指标，建立深海连接器密封结构有限元模型，计算n组样本点对应的密封性能指标(σ_mi,S²_i)其中，i＝1,2,…,n；

S4，使用步骤S2和S3获得的数据[(α_i,b_i,B_i)，(σ_mi,S²_i)]，其中，i＝1,2,…,n作为样本点，基于多源信息融合理论，采用Matlab中的Dace工具箱，建立基于h个不同类型相关函数的Kriging模型，相关函数包括Gaussian、Exp、Cubic、Expg，使用遗传算法对h个Kriging模型寻优计算，分别找到最优设计参数X_m＝([α_m],[b_m],[B_m])，其中，[α_m]＝[α_m-Gaussian,α_m-Exp,α_m-Cubic,α_m-Expg,…,α_m-h]，[b_m]＝[b_m-Gaussian,b_m-Exp,b_m-Cubic,b_m-Expg,…,b_m-h]，[B_m]＝[B_m-Gaussian,B_m-Exp,B_m-Cubic,B_m-Expg,…,B_m-h]；

S5，使用EI准则找到各个Kriging模型对应的最大期望提高密封结构密封性能的设计参数X_EI＝([α_EI],[b_EI],[B_EI])，其中，[α_EI]＝[α_EI-Gaussian,α_EI-Exp,α_EI-Cubic,α_EI-Expg,…,α_EI-Expg]，[b_EI]＝[b_EI-Gaussian,b_EI-Exp,b_EI-Cubic,b_EI-Expg,…,b_EI-h]，[B_EI]＝[B_EI-Gaussian,B_EI-Exp,B_EI-Cubic,B_EI-Expg,…,B_EI-h]；

S6，将S4和S5获得的最优设计参数(X_m,X_EI)代入步骤S3中建立的深海连接器密封结构有限元模型中，并计算获得对应的密封性能指标(σ_mj,S²_j)'，其中j＝1,2,…,h；

S7，将[(X_m,X_EI),(σ_mi,S²_i)']加入到样本点[(α_i,b_i,B_i)，(σ_mi,S²_i)]中，对样本点进行更新，选择Gaussian相关函数作为标准相关函数模型，建立Kriging模型，测试其收敛性，若不满足收敛条件，则重复步骤S4-S6，直到满足收敛条件，输出最优结果，即优化的连接器设计参数：VX钢圈角度α_m1，钢圈接触面宽度b_m1，钢圈厚度B_m1。